DE3881499T2

DE3881499T2 - Verfahren und vorrichtung zum deponieren von lockerem erdreich unter wasser, insbesondere zum abdecken eines rohres oder dergleichen.

Info

Publication number: DE3881499T2
Application number: DE19883881499
Authority: DE
Inventors: Der Schrieck Gerard Louis Van
Original assignee: Hollandsche Beton Groep NV
Current assignee: Hollandsche Beton Groep NV
Priority date: 1987-12-24
Filing date: 1988-10-19
Publication date: 1993-09-09
Anticipated expiration: 2008-10-20
Also published as: DK165341B; DK692288A; DK165341C; DK692288D0; NO885723L; DE3881499D1; EP0322935B1; NO163420B; NO885723D0; IE883205L; NL8703137A; NO163420C; IE62585B1; ES2040833T3; EP0322935A1

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Ablagern von Schüttgut unter Wasser, bei dem das mit Wasser vermischte Schüttgut am oder in der Nähe des Gewässergrundes durch ein Rohr eingeleitet wird, das eine Ausströmöffnung aufweist und von einer beweglichen Einrichtung, z. B. einem Schiff, nach unten gerichtet ist, wobei die Einrichtung mit dem Rohr während des Einleitens dieser Mischung entlang eines bestimmten Kurses bewegt wird, so daß unter Wasser eine Trennung der aus strömenden Mischung in Wasser und Schüttgut erfolgt, das abgelagert wird
Ein derartiges Verfahren ist aus der NL-A-7806662 bekannt. Das hier auftretende Problem liegt darin, daß sich die aus der Rohrmündung fließende Mischung aus Wasser und Schüttgut in Abhängigkeit von der Teilchengröße und der pro Zeiteinheit austretenden Schüttgutmenge mehr oder weniger rasch verteilt, weil der aus der Mündung austretende Strom der Mischung eine bestimmte Energiemenge darstellt und umgebendes Wasser mitreißt. Dies resultiert in einer Verteilung des Schüttgutes über ein viel größeres Gebiet als erwünscht ist, insbesondere wenn in dem Wasser an der Mündung des Auslasses auch Strömungen auftreten. Dieses Problem ist bei feinkörnigem Material wie feinem Sand, mit einer Teilchengröße z. B. in der Größenordnung von 100 - 200 um (Micrometer), am größten.
Eine gute Anhäufung oder eine gute Abdeckung eines Gegenstands wie ein Rohr oder Kabel ist deshalb mit einem angemessenen Austrag nur schwer zu erreichen.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren zu entwickeln, mit dem es möglich ist, Schüttgut,insbesondere feinkörniges Schüttgut wie feiner Sand, am richtigen Ort in Korrektur abzulagern, ohne daß sich das Schüttgut mehr oder weniger willkürlich verteilt.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß in erster Linie und im Prinzip dadurch gelöst, daß, in Richtung des Kurses betrachtet, die Schüttgutmischung über eine große Strecke des Kurses, durch in der Wandung, am Ende des Rohres vorgesehene einander in Richtung des Kurses auf einander folgende Öffnungen separiert so ausgetragen wird, daß der Austrag aus dem Rohr über diese große Strecke verteilt wird.
Das bedeutet somit, daß erfindungsgemäß die Mischung aus Wasser und Schüttgut, die durch das Rohr eingeleitet wird, nicht durch eine einzelne Öffnung, sondern durch eine große Anzahl von in Richtung des Kurses liegenden Öffnungen ausfließt, während der Austrag, d.h. das Volumen pro Zeiteinheit, der durch das Rohr fließt, auf diese Öffnungen verteilt wird. Mischungsstrahlen mit einem kleinen Schüttgut-Austrag pro Öffnung treten dann aus den vielen Öffnungen aus. Wenn sich das Rohr mit den Öffnungen auf oder nahe dem zu bedeckenden Gebiet befindet, findet das Absetzen in kurzer Entfernung ohne die Beimischung von umgebendem Wasser statt. Da die Einrichtung, wie das Schiff, sich entlang des zu bearbeitenden Kurses bewegt, formt das mit Ausströmöffnungen versehene, auf dem Gewässergrund oder dicht darüber entlanggezogene Rohr einen Schüttgut-Kammrücken, der dazu dienen kann, eine Leitung oder ein Kabel abzudecken oder auch einen Körper, z. B. eine Sandbank aufzubauen.
Die Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens kann auf verschiedene Weise erhalten werden.
Bei einer Vorrichtung, die aus einem Schiff und einem hiervon abwärts verlaufenden Rohr besteht, das an seinem Ende eine Auslaßmündung aufweist, kann die erfindungsgemäße Vorrichtung dadurch gekennzeichnet sein, daß die Auslaßmündung ein parallel zum Gewässergrund verlaufendes Rohrstück umfaßt, das mit Ausströmöffnungen versehen ist, die über die Länge des Rohrstücks verteilt sind und, möglicherweise zusammen mit der dann gedrosselten Endöffnung des Rohrstücks einen Durchfluß bilden, der den Austrag des Rohres ermöglicht. Dieses Rohrstück kann durch Scharniere mit wenigstens zwei in rechtem Winkel zueinander stehenden Gelenkstiften mit dem Rohr verbunden sein und so gesteuert werden. Deswegen kann es auch knapp oberhalb des Grundes gehalten werden, so daß die Auslaßentfernung der Mischungsstrahlen so klein wie möglich ist.
Das Rohrstück kann ein starres Rohr oder aber ein flexibler Schlauch sein. Die Voraussetzung ist, daß es über eine große Länge, z.B. 10 bis 15 m, mit einer Reihe von Ausströmöffnungen versehen ist.
Wenn ein starres Rohr verwendet wird, dessen Position mit Hilfe von steuerbaren Scharnieren genau bestimmt werden kann, kann es erfindungsgemäß nützlich sein, auf der Oberseite des Rohres eine flexible Abdeckung vorzusehen, die sich auf beiden Seiten des Rohres erstreckt, und deren Länge wenigstens der Länge des mit Öffnungen versehenen Rohrstücks entspricht. Diese flexible Abdeckung hängt herab, hat vorzugsweise Kontakt mit dem Grund und verhindert ein seitliches Wegfließen von Schüttgut.
Es ist auch denkbar, daß diese Abdeckungen auf jeder Seite des Rohrstücks an ihrem vorderen und hinteren Ende über eine Querabdeckung miteinander verbunden sind, die eine geringere Höhe aufweist als die Abdeckung hat, mit der sie verbunden ist.
Wenn eine derartige flexible Abdeckung verwendet wird, liegen die Ausströmöffnungen vorzugsweise im oberen Bereich des Rohrstücks. Diese Abdeckung kann aus wasserdichtem Material bestehen, ist aber vorzugsweise aus einem wasserdurchlässigen Material hergestellt, das jedoch das Schüttgut zurückhält, das auf diese Weise von den Strahlen ausgetragen wird und sich unter Einwirkung der Abdeckung auf dem Boden absetzt. Einer Durchmischung mit umgebendem Wasser kann auf diese Weise vollständig entgegengewirkt werden.
Öffnungen können auch in dem unteren Teil des Rohrstücks vorgesehen sein.
Wenn das Rohrstück aus einem flexiblen Schlauch besteht, der über den Boden gezogen wird, sind die Öffnungen vorzugsweise im oberen Bereich der Seitenwandung angeordnet. Es ist dann möglich, mehrere Leitungen zu verbinden, wie z.B. zwei oder mehrere Schläuche, die an einem Verteiler angeschlossen sind, der seinerseits an das Rohrende angeschlossen ist.
Wenn mehr als zwei Schläuche vorhanden sind, können die äußeren Schläuche überwiegend oder völlig ohne seitliche Öffnungen ausgebildet und länger sein als die inneren Schläuche. Auf diese Weise erhält man eine gute seitliche Begrenzung.
Wenn zwei Schläuche verwendet werden, kann wiederum eine flexible Abdeckung, vorgesehen sein, die von einem Halter getragen wird, der oberhalb und zwischen den Schläuchen hervorragt und am Verteiler befestigt ist. Hier kann wiederum eine Steuerung durch Steuern des unteren Rohrendes durchgeführt werden, z. B. mittels Kardanverbindungen mit darin angeordneten Antriebszylindern.
Es ist erfindungsgemäß auch möglich, statt eines starren Rohres oder eines flexiblen Schlauchs mit rundem Querschnitt für das Rohrstück einen Trichter vorzusehen, der vom Rohr ausgehend einen sich in Strömungsrichtung erweiternden Durchflußquerschnitt aufweist und in der Wandung mit Ausströmöffnungen versehen ist. Die Zunahme des Querschnitts führt zu einer Geschwindigkeitsabnahme und somit zu einer Abnahme in den austretenden Teilströmen.
Die Höhe des Trichters kann in Strömungsrichtung abnehmen, so daß am Ende des Trichters nur ein Auslaßschlitz verbleibt.
Der Trichter kann in Strömungsrichtung auch allmählich vom runden Querschnitt des Rohres in eine horizontalen sichelförmige Form übergehen. Die Form selbst bietet dann Schutz gegen die Durchmischung mit Umgebungswasser; diese Form ist insbesondere vorteilhaft für das Abdecken eines Rohres.
Die Erfindung wird nun im einzelnen mit Bezug auf die Zeichnungen erklärt.
Figur 1 zeigt eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrichtung in perspektivischer Darstellung.
Figur 2 zeigt eine andere Ausführungsform der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens in perspektivischer Darstellung.
Figur 3 zeigt einen Querschnitt durch das mit Öffnungen versehene Rohrstück, entsprechend der in Figur 1 dargestellten Ausführungsform.
Figur 4 zeigt eine schematische Querschnittsdarstellung der Anwendung mit zwei Schläuchen.
Figur 5 zeigt die Anwendung mit zwei Schläuchen unter einer lappenförmigen Abdeckung.
Figur 6 zeigt eine schematische Draufsicht auf die Ausführungsform entsprechend Figur 5.
Figur 7 zeigt eine schematische Draufsicht auf die Ausführungsform mit einem Trichter.
Figur 8 zeigt einen Querschnitt entlang der Linie VIII-VIII von Figur 7.
Figur 9 zeigt einen Querschnitt entlang der Linie IX-IX von Figur 7.
Figur 10 zeigt eine schematische Darstellung einer weiteren Variante.
In Figur 1 ist die Seite eines Laderaumes mit 1 bezeichnet. Aus der Seitenwand des Bodenentleerers führt über ein Kniestück 2 ein schräg nach unten geneigtes Rohr 3, das mittels Gelenkarmen 4 mit dem Kniestück verbunden ist, wobei das Gelenk von einer Balgmanschette 5 umschlossen ist. Das Rohr 3 hängt an Seilen, z. B. am Seil 6, vom Laderaum herab.
Unten am Rohr 3 ist ein Kardangelenk vorgesehen, das in der Gesamtheit mit 7 bezeichnet und mit einem horizontalen Scharnier 8 und einem vertikalen Scharnier 9 versehen ist. Dieses Gelenk ist auch in üblicher Weise von einer Balgmanschette 10 umschlossen. Der vom Kardangelenk 7 abgehende Rohrabschnitt 11 ist an ein Rohr 12 angeschlossen, das über seine gesamte Länge Schlitze oder Öffnungen 13 aufweist und am Ende mit Ausnahme einer kleinen Öffnung 14 geschlossen oder mit einer vorgespannten Verschlußkappe versehen ist.
Ein zu bedeckendes Rohr, das in einem Kanal liegen kann, ist mit 15 bezeichnet.
Eine lappenförmige Abdeckung 16 ist über dem mit Schlitzen 13 versehenen Rohr 12 angeordnet, wird - wie in Figur 3 dargestellt -durch einen Halter 17 im Abstand von der oberen Wandung des Rohrstücks 12 gehalten, hängt auf beiden Seiten von letzterem herunter und hat Kontakt mit dem Boden 18 des Gewässers. Die lappenförmige Abdeckung 16 kann, wenn gewünscht, am vorderen oder hinteren Ende mit einer Querabdeckung 16"' versehen werden, die nicht ganz den Boden erreicht.
Die aus den Schlitzen 13 austretende Mischung bildet unter den Abdeckungen 16',16'' eine Häufung die insgesamt mit 19 bezeichnet ist. (Figur 3)
Der Laderaum 1 wird parallel zum Verlauf des zu bedeckenden Rohres 15 bewegt, so daß während dieses Vorschubs eine durchgehende Anhäufung oder Sanderhebung gebildet wird, die das Rohr 15 bedeckt.
Mit einem an sich bekannten Sensor 20 kann überprüft werden, ob sich das mit Öffnungen versehene Rohrstück wirklich entlang des korrekten Kurses bewegt.
Bei der in Figur 2 dargestellten Ausführungsform ist ein flexibler Schlauch 21, der in einer Biegung herabhängt und mit einem langen Bereich 21' auf dem zu bedeckenden Kurs auf liegt, mit dem Rohrabschnitt 11 des Rohres 3 verbunden, das genau wie in Figur 1 dargestellt gestaltet ist.
Dieser Schlauch ist in seinen Seitenwandungen mit schlitzartigen Ausströmöffnungen 22 versehen, aus denen Mischungsstrahlen 23 austreten.
Da der Schlauch mit dem Laderaum entlang des Verlaufs des Rohres 15 vorwärtsbewegt wird, bleibt der Schlauchabschnitt 21' stabil bei der Bildung der Anhäufung. Die erhaltene Anhäufung 19' hat eine flachere Form. In dieser Ausführungsform sind eine Anzahl von nach oben gerichteten Strahlen oder eine Öffnung 14 vorgesehen, zur Füllung des durch den Schlauch 21' hinterlassenen Kanals.
In Figur 4 ist dargestellt, wie eine Anhäufung 28 mittels zwei Schläuchen 24,25 mit seitlichen Ausströmöffnungen 26,27 gebildet werden kann.
Die Ausströmöffnungen können hier zum großen Teil oder vollständig in den sich gegenüberliegenden Seiten der Schläuche angeordnet sein. In einer Ausführungsform mit vier Schläuchen ist es möglich, die beiden äußeren Schläuche wesentlich länger auszubilden als die beiden inneren Schläuche. Die äußeren Schläuche können hier über einen großen Bereich oder vollständig dicht ausgebildet sein und so dazu dienen, einen seitlichen Abfluß der losen Materialmischung von den zwei inneren Schläuchen zu verhindern und zwar so daß sich das meiste lockere Material zwischen den äußeren Schläuchen absetzt.
Es ist auch möglich in der Ausführungsform mit zwei Schläuchen eine lappenförmige Abdeckung zu verwenden. Dies ist in den Figuren 5 und 6 dargestellt.
Die Schläuche 26, 27 sind an einen Verteiler 29 angeschlossen, der einen Stab 30 trägt, auf dem die sich auf beiden Seiten der Schläuche 26 und 27 erstreckende Abdeckung 3 aufliegt.
Figur 7 zeigt eine Ausführungsform, bei der das Rohrstück durch einen Trichter 32 mit einer großen Anzahl länglicher Ausströmöffnungen 33 in der Unterseite gebildet ist.
Von dem Rohr mit im wesentlichen runden Querschnitt verläuft der Trichter im Querschnitt in einer ovalen Form, die zunehmend flacher und breiter wird. Die in den Figuren 8 und 9 dargestellten Querschnitte VIII-VIII und IX-IX, zeigen, daß die flache ovale Form in einen schmalen Auslaßschlitz 34 übergeht.
Bei der in Figur 10 dargestellten Ausführungsform ist der Trichter im Querschnitt, wie mit 35 bezeichnet, auch sichelförmig ausgebildet mit Auslaßöffnungen 36 in seinem unteren Teil. Dieser Trichter umschließt den von oben zu bedeckenden Gegenstand 37.

Claims

1. Verfahren zum Ablagern von Schüttgut unter Wasser, bei dem das mit Wasser vermischte Schüttgut am oder in der Nähe des Gewässergrundes durch ein Rohr (3) eingeleitet wird, das eine Ausströmöffnung aufweist und von einer beweglichen Einrichtung, z. B. einem Schiff (1), nach unten gerichtet ist, wobei die Einrichtung mit dem Rohr während des Einleitens dieser Mischung entlang eines bestimmten Kurses (15) bewegt wird, so daß unter Wasser eine Trennung der ausströmenden Mischung in Wasser und Schüttgut erfolgt, das abgelagert wird, dadurch gekennzeichnet, daß, in Richtung des Kurses (15) betrachtet, die Schüttgutmischung über eine große Strecke des Kurses, durch in der Wandung, am Ende des Rohres (3) vorgesehene einander in Richtung des Kurses aufeinander folgende Öffnungen (13,22) separiert so ausgetragen wird, daß der Austrag aus dem Rohr (3) über diese große Strecke verteilt wird.

2. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, mit einem Schiff (1) und einem hiervon abwärts verlaufenden an seinem Ende eine Auslaßmündung aufweisenden Rohr (3), dadurch gekennzeichnet, daß die Auslaßmündung ein parallel zum Gewässergrund verlaufendes Rohrstück (12) umfaßt, das mit Ausströmöffnungen (13) versehen ist, die über die Länge des Rohrstücks (12) verteilt sind und, möglicherweise zusammen mit der dann gedrosselten Endöffnung (14) des Rohrstücks (12) einen Durchfluß bilden, der den Austrag des Rohres (3) ermöglicht.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das die Auslaßmündung bildende Rohrstück (12) mit dem Rohr durch Scharniere (8, 9) mit wenigstens zwei rechtwinklig zueinander stehenden Gelenkstiften verbunden oder seinerseits mit Scharnieren mit rechtwinklig zueinander stehenden Gelenkstiften versehen ist, so daß die Auslaßmündung über externe Einrichtungen in die gewünschte Position steuerbar ist.

4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrstück ein starres Rohr (12) ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 2, 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, daß oben auf dem Rohrstück oder dem starren Rohr (12) eine Abdeckung angeordnet ist, die sich auf beiden Seiten des Rohres erstreckt, und deren Länge zumindest der Länge des mit Öffnungen (13) versehenen Rohrstücks (12) entspricht.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß diese Abdeckung (16) beidseitig des Rohrstücks am vorderen und hinteren Ende durch eine Querabdeckung (16" ') miteinander verbunden sind, die eine geringere Höhe aufweist als die Abdeckung (16), mit der sie verbunden ist.

7. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrstück ein flexibler Schlauch (21) ist, dessen auf dem Grund liegender Abschnitt Ausströmöffnungen (22) aufweist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 5, 6 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrstück zwei oder mehr Abschnitte (24, 25) oder Schläuche (26, 27) aufweist, die über einen Verteiler (29) mit dem Rohr verbunden sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß, wenn mehr als zwei Schläuche vorhanden sind, die äußeren Schläuche überwiegend oder völlig ohne seitliche Öffnungen ausgebildet sein können und länger sind als die inneren Schläuche.

10. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen in dem oberen Teil des Rohrstücks angeordnet sind.

11. Vorrichtung nach einem oder mehreren der vorhergehenden Ansprüche 2 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß Öffnungen im unteren Teil des Rohrstücks angeordnet sind.

12. Vorrichtung nach Anspruch 8 oder 9, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen den beiden oder mehreren am Rohrverteiler (29) angeschlossenen Schläuchen (26, 27) ein Halter (30) für eine flexible Abdeckung vorgesehen ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Rohrstück die Form eines Trichters (32) aufweist, der vom Rohr ausgehend einen sich in Strömungsrichtung vergrößernden Durchflußquerschnitt aufweist und in der Wandung mit Auslaßöffnungen (33) versehen ist.

14. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Höhe des Trichters in Strömungsrichtung abnimmt, um am Ende des Trichters (32) einen Auslaufschlitz (34) zu bilden.

15. Vorrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß der Trichter in Strömungsrichtung allmählich vom runden Querschnitt des Rohres in eine horizontale sichelförmige Form (35) übergeht.

16. Vorrichtung nach den Ansprüchen 13, 14 oder 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnungen (33, 36) in der unteren Wandung des Trichters angeordnet sind.

17. Verfahren nach Anspruch 1 unter Verwendung der Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß ein länglicher Gegenstand, z. B. eine Pipeline (15) oder ein Kabel bedeckt wird.

18. Verfahren nach Anspruch 1, unter Verwendung der Vorrichtung nach einem oder mehreren der Ansprüche 2 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß durch aufeinanderfolgende nebeneinander und/oder übereinander liegende Bahnen ein Körper gebildet wird.