DE4033506A1 - Verfahren und vorrichtung zur unterwasser-verlegung von geotextilien - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Unterwasser-Verlegung von Geotextilien in Gewässern, insbesondere in Binnenwasserstraßen bzw. Schiff­ ahrtskanälen, in denen Schiffe die Baustelle während der Verlegearbeiten in geringem Abstand passieren, mittels Pontons, bei dem von einem Ponton das Geotextil von einer Rolle ab­ gewickelt, im Wasser abgesenkt und dann mit Schüttsteinen beschwert wird.

Die Verwendung von Geotextilien ist im Laufe der Jahre ein erprobter Vorgang im Wasserbau geworden und stellt einen fe­ sten Begriff im Bereich der Böschungs- und Sohlensicherungs­ arbeiten in Verbindung mit anschließenden Steinschüttungen nach dem Stande der Technik dar.

Das Herzstück eines jeden Deckwerkes dieser Art ist das als Filter dienende Geotextil, das verhindert, daß Bodenteilchen erodiert werden und die Uferlinie unkontrolliert ausgewaschen wird. Geotextilien werden seit vielen Jahren als optimale Filter­ lagen im Deckwerksbau verwendet. Die haben zwar den Vorteil, daß sie dünn sind (wenig Auftragshöhe), aber den Nachteil, daß sie unter Wasser aufgrund ihrer geringen Masse nur schwer einbaubar sind.

Besondere Anforderungen an eine Unterwasser-Verlegung von Geotextilien werden bei solchen Küstengewässern, Binnen­ wasserstraßen oder Schiffahrtskanälen gestellt, bei denen während der Bauarbeiten Schiffe die Baustelle in geringem Abstand passieren.

Die Methoden zur Aussteifung oder Arretierung der Matten gegen Strömungseinflüsse sind bislang nicht befriedigend. Beim Einbau von Filtermatten auf die Sohle von Binnenschiffs- Kanälen ergeben sich erfahrungsgemäß durch die Rückströmung und Schraubenströmung vorbeifahrender Schiffe problematische "Verwerfungen" der in Absenkung befindlichen Matten. Die Wirksamkeit eines Bausystems und von Filtermatten ist in Frage gestellt, wenn Einzelflächen unwirksam sind.

Die Strömungseinflüsse auf Matten sind in Zuge der Verlegung erheblich, weil z. B. im Fall des Mittelland-Kanals ca. 40% des Querschnitts mit einer vertikal im Querschnitt hängen­ den Matte verschlossen sind. In einem derart eingeengten Querschnitt eines Kanals entwickelt der Rück-Strom, der von einem vorbeifahrenden Schiff verdrängten Wassermasse, eine erhebliche Anströmung gegenüber der hinter dem Verlege- Ponton unter Wasser hängenden Filtermatte. Auch die schon auf der Gewässer-Sohle liegende hatte wird unter dem Effekt der von der vorgenannten Strömung bewegten Matte hochgeris­ sen und/oder verlagert. Die Ursache der Strömung kann nach Erfahrung auch durch "Langsamfahrt" nicht ausreichend redu­ ziert werden.

Es werden daher diverse Anforderungen an ein praktikables System zur kontrollierten Verlegung von Geotextilbahnen unter Wasser gestellt.

Der herkömmliche Einbau von Geotextilien erfolgt mit einem Verlege-Ponton, welcher rechtwinklig zum zu belegenden Ufer der Wasseroberfläche angeordnet ist. Er wird über Anker und Winden in Position gehalten. Auf diesem Ponton werden ein­ zelne in der Länge der Böschungsabwinklung entsprechend ab­ gelängte Mattenbahnen längsseits aneinandergenäht und durch Verziehen des Pontons in Verlegerichtung ins Wasser abge­ senkt. Hierdurch entsteht ein endloses Filterband über die gesamte Baustellenlänge. Diesem Verlegevorgang folgt in einem gewissen Abstand ein sogenannter Steinschütt-Ponton. Hierbei handelt es sich um einen Doppel-Ponton, in dessen Zwischenraum ein lamellenartiger Boden angebracht ist. Dar­ auf wird eine ca. 40 ca. starke Schüttsteinlage aufgebracht und durch Öffnen des Lamellenbodens gezielt auf das verlegte Geotextil abgestürzt. Erst jetzt ist das Geotextil fixiert. Das Problem bei dieser Methode ist der Zwischen­ raum zwischen dem Verlege-Ponton und dem Steinschütt-Ponton. Die Distanz kann zwischen 10 m und 50 m betragen. In die­ sem Distanzbereich ist die Lage des Geotextils sehr insta­ bil. Jede Wasserbewegung - resultierend aus dem Schiffs­ verkehr - verändert die Lage des schwebenden Geotextils. Da ab einer bestimmten Wassertiefe keine Sichtverhältnisse mehr herrschen, kann die letzte Kontrolle vor dem Be­ schütten mit Steinen nur durch Taucher erfolgen, was in der Regel unterbleibt. Somit sind Schäden vorprogrammiert. Die Hauptnachteile, die mit dieser herkömmlichen Einbaumethode verbunden sind, liegen somit insbesondere darin, daß mit zwei unterschiedlichen Pontons gearbeitet werden muß, die einen relativ großen Abstand voneinander haben. Dadurch wiederum ist bedingt, daß die mit diesen herkömmlichen An­ ordnungen verlegten Geotextilien während des Absenkvorgangs und bis zum Zeitpunkt der Fixierung mit Schüttsteinen in­ stabil sind und aufgrund hydraulischer Einflüsse ihre Lage ändern können. Dadurch ist eine genaue Lage im Endzustand nicht gewährleistet.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es daher, ein Ver­ fahren und eine Vorrichtung zur Unterwasser-Verlegung von Geotextilien in Gewässern der eingangs genannten Art zur Verfügung zu stellen, die gewährleisten, daß während des Absenkvorgangs eine optimale Führung des Geotextils statt­ findet und die Verweilzeit des unbelasteten Geotextils so kurz wie möglich ist. Darüber hinaus soll auch während der Steinbeschüttung eine Führung vorhanden sein.

Gelöst wird diese Aufgabe gemäß der Erfindung dadurch, daß ein Kombi-Ponton eingesetzt wird, von dem aus sowohl die Unterwasserverlegung des Geotextils als auch die Be­ schüttung des Geotextils mit Schüttsteinen erfolgt. Dabei erfolgt die Unterwasserverlegung der Geotextilien vorzugs­ weise nicht mehr in Längsrichtung des Kanals, sondern senk­ recht zur Längsachse des Kanals, d. h. das Geotextil wird in relativ kurzen Stücken vom oberen Rand der Böschung zur Kanalmitte hin verlegt. Selbstverständlich kann man aber auch in Kanallängsrichtung arbeiten, vorausgesetzt man ver­ fügt über einen Kombi-Ponton entsprechender Breite.

Die zu verlegende Geotextilbahn ist auf Rolle gewickelt, die in die Verlegeeinrichtung eingebracht wird. Dabei kann es von Vorteil sein, wenn die Rolle gerade so viel laufende Meter an Geotextil aufweist, wie bei einem Durch­ gang verlegt wird. Selbstverständlich kann die Rolle aber auch ein Vielfaches davon aufweisen. In diesem Fall wird man dann, nach Abzug der vorbestimmten Anzahl von laufen­ den Metern, diese abschneiden.

Erfindungsgemäß wird somit erreicht, daß, bedingt durch die kombinierte Geotextilbahnverlegung mit dem Steinein­ bau auf einem Kombi-Ponton und durch das Führen der unteren Bahnkante durch die beweglichen Verlegearme die Verweil­ zeit des unbelasteten Geotextils im Wasser extrem minimal ist. Durch entsprechende Bremsvorrichtungen an der Rolle wird Spannung ins Geotextil übertragen, welche eine falten­ freie Lage gewährleistet, so daß äußerst kurzfristig nach dem Verlegen des Geotextils die Steinschüttung erfolgen kann. Außerdem erreicht man auf diese Weise eine extreme Lagegenauigkeit der Geotextilbahn unter Wasser. Ferner ist die erfindungsgemäße Einbaumethode wesentlich wirt­ schaftlicher, da anstelle von zwei separaten Pontons nur noch der erfindungsgemäße Kombi-Ponton benötigt wird.

Die Erfindung wird weiterhin anhand der Fig. 1 bis 4 erläutert, ohne sie jedoch darauf zu beschränken. Alle aus den Fig. 1 und 2 ersichtlichen Details gehören mit zur erfindungswesentlichen Offenbarung, selbst wenn sie in der Beschreibung nicht erwähnt sind.

Fig. 1 zeigt in schematischer Darstellung eine erfin­ dungsgemäße Vorrichtung.

Fig. 2 zeigt in schematischer Darstellung eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Vorrich­ tung.

Fig. 3 zeigt in Draufsicht eine herkömmliche Anordnung gemäß des Standes der Technik.

Fig. 4 zeigt eine Seitenansicht gemäß Fig. 3.

In den Fig. 1 und 2 haben die Bezugszeichen folgende Bedeutung:

 1 Kombi-Ponton
 2 Geotextilbahn
 2a aufgerollte Geotextilbahn
 3 Bug des Kombi-Pontons
 4 Heck des Kombi-Pontons
 5 teleskopartig verlängerbarer Verlegearm
 6 Klemmhalteeinrichtung
 7 Klemmprofil
 8 Führungseinrichtung
 9 Transport-Endloskette
10 Steinschüttgut

An einem vorhandenen Steinschütt-Ponton wird am landsei­ tigen Ende, mit Bug 1 bezeichnet, eine Vorratsrolle 2a mit Geotextilien angebracht. Die Lage der Rolle 2a korres­ pondiert in Längsachse des so gebildeten Kombi-Pontons 1 mit der Abschüttbreite plus einem einseitigen Überlappungs­ überstand. Am Heck 4, d. h. zum wasserseitigen Ende der Schwimmkörper des Kombi-Pontons sind an beiden Seiten te­ leskopartig verlängerbare Verlegearme 5 schwenkbar ange­ bracht. Die Enden dieser Verlegearme 5 sind mit Klemmhalte­ einrichtungen 6 versehen, in die bei waagerechter Stellung die von der Rolle 2a kommende Geotextilbahn an ihren Sei­ tenkanten eingeklemmt wird. Durch eine rotierende Abwärts­ bewegung der Verlegearme 5 wird die Geotextilbahn 2a ent­ rollt und bodennah von oben nach unten auf die Böschung abgezogen. Haben die Verlegearme 5 die nahezu waagerechte Stellung des unteren Endes der Böschung erreicht, tritt Stillstand ein und die auf dem Kombi-Ponton 1 aufgebrach­ ten Schüttsteine werden durch Öffnen des Lamellenbodens auf das verlegte und fixierte Geotextil abgestürzt. Durch die unterschiedlichen Längen der Verlegear­ me 5 während des Abziehvorgangs bedingt, müssen die Verlegearme 5 teleskopisch ausgebildet sein. Die Kon­ trolle und Lagegenauigkeit der Geotextilbahn 2a ist ge­ geben durch die Lage des Kombi-Pontons 1 über Wasser. Nach diesem Vorgang werden die Verlegearme 5 wieder in die Ausgangsstellung hochgefahren, der Kombi-Ponton 1 um eine Abstürzbreite vorgezogen und der gleiche Vorgang wiederholt. Der gleiche Vorgang ist statt mit den hier beschriebenen Verlegearmen 5 auch mit Transport- Endlosketten 9 möglich, die auf beiden Seiten des Kombi- Pontons 1 in einer Dreiecksführung um entsprechende Um­ lenkrollen geführt die Geotextilbahn 2a die Böschung ab­ wärts ziehen. Statt der Klemmvorrichtung an den Ecken des Geotextils kann auch ein Klemmprofil 7, welches die ge­ samte vordere Kante des Geotextils erfaßt und das an bei­ den Verlegearmen 5 bzw. den Transport-Endlosketten 9 befestigt ist, benutzt werden.

Die Verlegeeinrichtung kann somit zwei teleskopartig ver­ längerbare Verlegearme 5 aufweisen, die entweder mit einer Klemmhalteeinrichtung 6 für das Geotextil ausgerüstet sind oder bei der die beiden teleskopartig verlängerbaren Ver­ legearme 5 miteinander mittels eines Klemmprofils 7 für die Erfassung der gesamten Breite der Geotextilbahn verbunden sind.

Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann die Verlegeein­ richtung zwei teleskopartig verlängerbare Verlegearme 5 aufweisen, die mit Führungseinrichtungen 8 ausgerüstet sind, über die rundumlaufende, mit einem Klemmprofil 7 für das Geotextil versehene Transport-Endlosketten 9 geführt werden.

Als Geotextilien werden vorzugsweise solche eingesetzt, die aus zwei Geotextilschichten und einer dazwischen be­ findlichen Schwerstoffschicht bestehen, wobei die Schichten miteinander vernadelt sind. Die Schwerstoffschicht besteht vorzugsweise aus Quarzsand und/oder Quarzmehl.

Als Geotextilien kann man aber auch solche einsetzen, die aus drei Geotextilschichten und zwei Schwerstoff­ schichten bestehen, die sich jeweils separat zwischen zwei Geotextilschichten befinden, wobei alle Schichten miteinander vernadelt sind. Dabei besteht vorzugsweise die eine Schwerstoffschicht, die dem Boden zugewandt ist, aus einem quellfähigen Ton, insbesondere Bentonit, und die dem Wasser zugewandte Schwerstoffschicht aus Quarzsand und/oder Quarzmehl.

Claims (10)

1. Verfahren zur Unterwasser-Verlegung von Geotextilien in Gewässern, insbesondere in Binnenwasserstraßen bzw. Schiff­ ahrtskanälen, in denen Schiffe die Baustelle während der Verlegearbeiten in geringem Abstand passieren, mittels eines Verlege-Pontons und eines Steinschütt-Pontons, bei dem zu­ nächst vom Verlege-Ponton das Geotextil von einer Rolle abge­ wickelt, im Wasser abgesenkt und dann mit auf dem Steinschütt- Ponton befindlichen Schüttsteinen beladen wird, dadurch gekenn­ zeichnet, daß man die Geotextilbahn (2) am Bug (3) eines Kombi- Pontons (1) ins Wasser läßt und mittels einer Verlegeeinrich­ tung unterhalb der gesamten Schüttsteinfläche des Kombi-Pon­ tons (1) zum Heck (4) hin auf dem Gewässergrund verlegt und dann sofort die auf diese Weise verlegte Geotextilbahn (2) mit der Steinschüttung (10) aus dem Kombi-Ponton (1) beschwert.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Unterwasser-Verlegung der Geotextilbahnen (2) an der Kanal­ böschung nicht in Richtung der Kanal-Längsachse vornimmt, son­ dern senkrecht dazu.

3. Verfahren nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Geotextilien solche einsetzt, die aus zwei Geotextil­ schichten und einer dazwischen befindlichen Schwerstoffschicht bestehen, wobei die Schichten miteinander vernadelt sind.

4. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Schwerstoffschicht aus Quarzsand und/oder Quarzmehl be­ steht.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß man als Geotextilien solche einsetzt, die aus drei Geotextil­ schichten und zwei Schwerstoffschichten bestehen, die sich je­ weils separat zwischen zwei Geotextilschichten befinden, wobei alle Schichten miteinander vernadelt sind.

6. Verfahren nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die eine Schwerstoffschicht, die dem Boden zugewandt ist, aus einem quellfähigen Ton, insbesondere Bentonit, und die dem Wasser zugewandte Schwerstoffschicht aus Quarzsand und/oder Quarzmehl besteht.

7. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1 bis 6, gekennzeichnet im wesentlichen durch einen Kombi- Ponton (1), der aus einem herkömmlichen Stein-Schütt-Ponton und einer Geotextil-Unterwasser-Verlegeeinrichtung besteht.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlegeeinrichtung zwei teleskopartig verlängerbare Verlege­ arme (5) aufweist, die mit einer Klemmhalteeinrichtung (6) für das Geotextil ausgerüstet sind.

9. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlegeeinrichtung zwei teleskopartig verlängerbare Verlege­ arme (5) aufweist, die miteinander mittels eines Klemmpro­ fils (7) für die Erfassung der gesamten Breite der Geotextil­ bahn verbunden sind.

10. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlegeeinrichtung zwei teleskopartig verlängerbare Verlege­ arme (5) aufweist, die mit Führungseinrichtungen (8) ausge­ rüstet sind, über die rundumlaufende, mit einem Klemmprofil (7) für das Geotextil versehene Transport-Endlosketten (9) geführt werden.