DE4033506C2 - Verfahren und Vorrichtung zur Unterwasser-Verlegung von Geotextilien in Gewässern - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und eine Vorrichtung zur Unterwasser-Verlegung von Geotextilien in Gewässern, insbesondere in Binnenwasserstraßen bzw. Schiff­ fahrtskanälen, 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. Ein Verfahren dieser Art ist aus der DE-OS 36 35 272 bekannt.

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 cm 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 verfahrensmäßig durch die Merkmale es Anspruchs 1 und vorrichtungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 4.

Gemäß der Erfindung wird somit ein Mehrzweck-Ponton eingesetzt, 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 Mehrzweck-Ponton entsprechender Breite.

Die zu verlegende Geotextilbahn ist auf einer 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 Mehrzweck-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 Mehrzweck-Ponton benötigt wird.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden anhand der Fig. 1 und 2 erläutert.

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

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

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

 1 Mehrzweck-Ponton
 2 Geotextilbahn
 2a Rolle
 3 eine Seite des Mehrzweck-Pontons
 4 gegenüberliegende Seite des Mehrzweck-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 3 eine Vorratsrolle 2a mit Geotextilien angebracht. Die Lage der Rolle 2a korres­ pondiert in Längsachse des so gebildeten Mehrzweck-Pontons 1 mit der Abschüttbreite plus einem einseitigen Überlappungs­ überstand. An der gegenüberliegenden Seite 4, d. h. zum wasserseitigen Ende der Schwimmkörper des Mehrzweck-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 2 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 Mehrzweck-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 2 ist ge­ geben durch die Lage des Mehrzweck-Pontons 1 über Wasser. Nach diesem Vorgang werden die Verlegearme 5 wieder in die Ausgangsstellung hochgefahren, der Mehrzweck-Ponton 1 um eine Abstürzbreite vorgezogen und der gleiche Vorgang wiederholt. Der gleiche Vorgang ist auch mit Transport- Endlosketten 9 möglich, die auf beiden Seiten des Mehrzweck- Pontons 1 in einer Dreiecksführung um entsprechende Um­ lenkrollen geführt die Geotextilbahn 2 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 (6)

1. Verfahren zur Unterwasser-Verlegung von Geotextilien in Gewässern, insbesondere in Binnenwasserstraßen bzw. Schiff­ fahrtskanälen, in denen Schiffe die Baustelle während der Verlegearbeiten in geringem Abstand passieren, wobei zunächst das Geotextil von einer Rolle abgewinkelt, im Wasser abgesenkt und dann mit Schüttsteinen beladen wird, dadurch gekennzeichnet, daß man die von der Rolle (2a) abgewinkelte Geotextilbahn (2) an einer Seite (3) eines Mehrzweck-Pontons (1) ins Wasser läßt und mittels einer Verlegeeinrichtung unterhalb der gesamten Schüttsteinfläche des Mehrzweck-Pontons (1) zur gegenüberliegenden Seite (4) hin auf dem Gewässergrund verlegt, wobei die Geotextilbahn (2) an beiden Stirnseiten fixiert ist, sofort die auf diese Weise lagegenau verlegte Geotextilbahn (2) ganzflächig bis auf einen Überlappungszustand mit der Steinschüttung (10) aus dem Mehrzweck-Ponton (1) beschwert und daß dann entweder die Geotextilbahn (2) von der Rolle (2a) abgeschnitten oder eine neue Rolle eingesetzt, die Verlegeeinrichtung wieder in die Ausgangsstellung gebracht, worauf der Mehrzweck-Ponton (1), um die Abstürzbreite versetzt und der gleiche Vorgang wiederholt wird.

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

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als Geotextilien solche einsetzt, die aus drei Geotextilschichten und zwei Schwerstoffschichten bestehen, die sich jeweils separat zwischen zwei Geotextilschichten befinden, wobei alle Schichten miteinander vernadelt sind.

4. Mehrzweck-Ponton zur Durchführung des Verfahrens gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Mehrzweck- Ponton aus einem herkömmlichen Stein-Schütt-Ponton und einer Geotextil-Unterwasser-Verlegeeinrichtung besteht, die zwei teleskopartig verlängerbare Verlegearme (5) aufweist, die mit einer Klemmhalteeinrichtung (6) für die Geotextilbahn (2) ausgerüstet sind.

5. Mehrzweck-Ponton nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlegearme (5) miteinander mittels eines Klemmprofils (7) für die Erfassung der gesamten Breite der Geotextilbahn (2) verbunden sind.

6. Mehrzweck-Ponton nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Verlegearme (5) mit Führungseinrichtungen (8) ausgerüstet sind, über die rundumlaufende, mit einem Klemmprofil (7) für die Geotextilbahn (2) versehene Transport-Endlosketten (9) geführt werden.