DE1297038B - Vorrichtung zum Befestigen von Unterwasserflaechen - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Be- Es sind zwar bereits sogenannte Rütteldruckvor-

festigen von Flächen von nicht zusammenhaftendem richtungen bekannt, die insbesondere zum Herstellen Material, wie körnigen oder pulverförmigen Stoffen, von Fundamenten dienen und die aus einer Vibraunter Wasser, insbesondere von stark sandigen Stellen tionsvorrichtung sowie Düsen zum Zuführen von in Fluß- oder Kanalbetten. 5 Bindemittel bestehen. Mit der Erfindung wird jedoch

Die bisher üblichen Verfahren zum Befestigen von erstmals eine kontinuierlich arbeitende Vorrichtung sandigen Betten von Wasserläufen bestehen darin, zum Befestigen von Unterwasserflächen vorgeschladaß man ein verhältnismäßig schweres Material, wie gen, die es ermöglicht, die Befestigung großer Fläbeispielsweise Steine, in das Bett schüttet oder Mat- chen kontinuierlich und ohne Bindemittelverlust ten aus unterschiedlichem Material in das Bett ab- io durchzuführen.

senkt. Derartige Verfahren sind zeitraubend, um- , Mit der erfindungsgemäßen Vorrichtung wird der ständlich und teuer. Es wurde daher nach anderen Sand oder das sonstige nicht zusammenhaftende Ma-Methoden gesucht. Eines dieser Verfahren besteht terial des Gewässerbettes unter der Grenzschicht darin, daß man Mineralien mit Bitumenmischungen Wasser—Festbett aufgewirbelt und gleichzeitig mit als Bindemittel auf die Sohle von Wasserläufen auf- 15 Bindemittel versetzt. Da die Aufwirbelungsvorrichbringt; so werden beispielsweise heiße Asphaltguß- tang erfindungsgemäß unter der Grenzschicht angemassen aus Sand, Füllstoff und Bitumen in Form von ordnet ist, wird die Störung des darüberstehenden heißen Aufschlämmungen verwendet, oder es wird Wassers so gering wie möglich gehalten, und Bindemit einer Bitumenemulsion vermischter Sand durch mittelverluste und Verunreinigungen sind weitgehend eine Rohrleitung auf dem Bett des Wasserlaufes auf- ao ausgeschlossen,
gebracht. Zur Erzeugung der erforderlichen Wirbelbett-

Auch ist bereits eine Vorrichtung bekannt, mit der schicht im Bett des Wasserlaufes dient erfindungsder in einem Flußbett vorhandene Sand unter Wasser gemäß eine Vorrichtung, die leicht vorwärts bewegt mit einem Aufreißer, beispielsweise einem mit Schau- werden kann, damit das behandelte Material, z. B. fehl versehenen rotierenden Schaft, zu einer wäßrigen 35 der Sand, sich so absetzen kann, daß das zu befesti-Suspension aufgeworfen und der suspendierte Sand gende Bett auf kontinuierliche Weise gebildet wird, dann mit einer Bitamenemulsion versetzt wird. Dabei So kann beispielsweise erfindungsgemäß als Aufwirist es schwierig, das Befestigungsmaterial genau an belungsvorrichtung ein starres Vibrationsgestell in der erforderlichen Stelle einzubringen und einen wirk- Form eines Metallsiebes oder -gitters verwendet wersamen Zusammenhalt der Oberfläche des zu befesti- 30 den. Ein derartiges Sieb kann leicht in loses Material, genden Bettes zu erzielen. So wurde gefunden, daß wie Unterwassersand, eingeführt und mit erstaunlich bei Aufbringung einer Bitamenemulsion auf eine geringem Widerstand in der Sandschicht vorwärts wäßrige Sandsuspension auf Grund des großen Was- bewegt werden. In. einem Glasbehälter mit einem servolumens nur eine sehr schlechte Bindung erhalten unter Wasser liegenden Sandbett durchgeführte Verwird, da die sich aus dem großen Wasservolumen ab- 35 suche zeigen, daß bei Vibrieren des Gestells in dessen setzenden, mit der Bitumenemulsion überzogenen unmittelbarer Nähe eine Mulde mit aufgewirbeltem Sandteilchen nur schlecht aneinanderhaften und Sand, d. h. eine Suspension von losem Sand, gebildet außerdem ein großer Teil der Emulsion verlorengeht, wird. Wenn das vibrierende Gestell weiterbewegt da sie mit Wasser verdünnt wird, ehe sie auf den wird, z. B. von links nach rechts, werden die rechts Sandpartikeln brechen kann. Außerdem tritt eine be- 40 liegenden Sandpartikeln aufgewirbelt, während die trächtliche Verunreinigung des Wassers mit Binde- links liegenden Sandpartikeln zur Ruhe kommen. Das mittel ein. System benimmt sich so, als ob das Gestell durch eine

Demgegenüber soll nun mit der Erfindung eine flüssige Phase geführt würde. Durch die Wahl geeigne-Vorrichtung geschaffen werden, die eine kontinuier- ter Bedingungen, wie Frequenz und Amplitude der liehe Befestigung von Unterwasserfiächen durch Ein- 45 Vibration, ist es möglich, eine Wirbelschicht unter bringen von Bindemittel erlaubt, ohne daß eine Ver- der Grenzfläche Wasser—Sand zu erzeugen, wobei mischung des Bindemittels mit dem über der Fläche das Wasser nicht oder nur leicht beunruhigt wird, stehenden Wasser stattfindet, die die Bindemittelwir- Dies ist wichtig, um Verluste an Bindemittel, das zum kung herabsetzt und zur Verunreinigung des Wassers Binden des Sandes verwendet wird, zu vermeiden führt. 50 oder möglichst gering zu halten. In die vibrierende

Demgemäß ist Gegenstand der Erfindung eine Vor- Mulde wird dann ein Bindemittel geeigneter Art, das richtung zum Befestigen von Unterwasserflächen aus unter Wasser abbinden kann, eingespritzt; soweit eine nicht zusammenhaftendem, körnigem oder pulverför- Bitumenemulsion als Bindemittel verwendet wird, ermigem Material nach dem Rütteldruckverfahren, be- folgt das Brechen der Emulsion wirksam unter BiI-stehend aus einer Aufwirbelungsvorrichtung und in 55 dung einer zusammenhaftenden Masse, die durch den dem zu befestigenden Material mündenden Düsen Wirbeleffekt verdichtet wird und bei Weiterbewegung zum Zuführen von Bindemittel, welche dadurch ge- der Vorrichtung als befestigtes Sandbett zurückbleibt, kennzeichnet ist, daß die gesamte Vorrichtung in Das Bindemittel wird durch geeignete Vorrichtungen, einem Fahrgestell oder Fahrzeug befestigt ist, das auf beispielsweise mit Spritzdüsen versehene Rohre, ein- oder oberhalb der zu befestigenden Fläche kontinu- 60 geführt. Die Zuführleitung für das Bindemittel ist ierlich weiterbewegbar ist, und daß die mit einem vorzugsweise mit der Aufwirbelungsvorrichtung verAntrieb verbundene Aufwirbelungsvorrichtung in Be- bunden, und das Bindemittel wird dann durch Düsen triebsstellung unter der Grenzfläche Wasser—Festbett oder Öffnungen in dieser, z. B. einem Sieb, abgein dem zu befestigenden Material angeordnet ist. Vor- geben. Das Sieb, welches die Form eines Gestells zugsweise sind die Düsen für das Bindemittel an der 65 haben kann und mit einem Gitter und/oder Vorsprün-Aufwirbelungsvorrichtung selbst vorgesehen und im gen, wie Nadeln oder Stäben, zur Erhöhung des Aufwesentlichen in die der Fortbewegungsrichtung der wirbelungseffektes versehen sein kann, ist vorzugs-Vorrichtung entgegengesetzte Richtung gerichtet. weise senkrecht zu dem zu befestigenden Bett ange-

ordnet. Das Verhältnis von Bindemittel zu Sand oder anderem zu befestigenden Oberflächenmaterial kann durch Veränderung der Vorschubgeschwindigkeit der Vorrichtung und/oder durch Veränderung des eingespritzten Bindemittelvolumens variiert werden.

In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung gemäß der Erfindung dargestellt und nachstehend näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine Seitenansicht der erfindungsgemäßen Vorrichtung in schematischer Darstellung,

F i g. 2 eine erfindungsgemäße Aufwirbelungsvorrichtung in Form eines Vibrationssiebes.

Beispiel

In einem Sand mit der folgenden Korngrößenverteilung:

0,2% Rückstand auf 420 μ Sieb, 33 % Rückstand auf 177 μ Sieb,

99 °/o Rückstand auf 74 μ Sieb, »ο

wurde ein Rohrgitter eingeführt und mit einer Frequenz von 1000 Schwingungen/Minute zum Vibrieren gebracht. Bei dieser Frequenz wurde der Wirbeleffekt leicht erzielt und nach Einführen einer sauren Bitumenemulsion eine gute Befestigung erhalten. Die Frequenz wurde bis zu 3000 Schwingungen/Minute erhöht, wodurch ein fortschreitender Anstieg des Wirbeleffektes erzielt wurde. Die Vibrationsamplitude betrug 12,5 mm.

In der in F i g. 1 gezeigten Vorrichtung ist ein Gitter als Aufwirbelungsvorrichtung 1 mit dem Rahmen 3 eines Fahrgestells 2 verbunden. Zum Vibrieren des Gitters dient ein Wassermotor 4, der auf Federn 5 montiert ist. Das Bindemittel, z. B. eine Bitumenemulsion, wird von einem Verteiler 6 durch einen flexiblen Schlauch als Zuführleitung 7 dem Gitter zugeführt. Der Rahmen 3 wird auf geeigneten Vorrichtungen, wie beispielsweise Rädern, Rollen oder Hohlzylindern 8 und 9, bewegt. Die Teile 8 und 9 bestehen vorzugsweise aus Hohlzylindern, die eine regulierbare Wassermenge enthalten, wodurch die jeweils erwünschte Art der Bewegbarkeit der Vorrichtung eingestellt werden kann. Das Fahrgestell 2 kann entweder geschleppt werden, beispielsweise durch ein Schiff, ein Fahrzeug oder eine Winde, oder mit eigener Kraft bewegt werden, z. B. durch einen zweiten Wassermotor, der die Teile 8 und 9 antreibt. Das Fahrgestell 2 kann über die Oberfläche des unter Wasser liegenden Bettes 10, z. B. das sandige Bett eines Flusses oder einer Flußmündung, bewegt werden, wobei das Gitter etwas unterhalb der Bettoberfläche liegt. Das Gitter wird durch den Motor 4 vibriert, wodurch, wenn das Gitter im Boden sitzt, eine Wirbelschicht aus Sandpartikeln erzeugt wird, in welche das Bindemittel direkt eingespritzt wird, worauf bei Weiterbewegung des Fahrgestells 2 in der durch den Pfeil angezeigten Richtung eine befestigte Masse 11, z. B. befestigter Flußsand, hinter dem Gitter zurückbleibt. Wenn das Bett Steine oder sonstige große Stücke enthält, können diese durch eine geeignete Vorrichtung wie beispielsweise eine dem Gitter vorausgehende rotierende Egge entfernt werden.

F i g. 2 zeigt eine für die Erfindung geeignete Ausführungsform des Gitters. Dieses besteht aus einem untereinander verbundenen Rohrsystem mit vertikalen Rohren 12 und waagerechten Rohren 13, wobei die letzteren mit Öffnungen 14 versehen sind. Beim Betrieb des Gerätes wird das Bindemittel durch eines oder mehrere der Rohre 12 zugeführt und durch die Öffnungen 14 an die durch die Vibration des Gitters im Sandbett aufgewirbelte Sandmasse abgegeben. Die Vibrationswirkung des Gitters kann dadurch, daß man beispielsweise ein Maschengewebe α oder Stifte b an dem Gitter anbringt, oder durch sonstige Vorrichtungen erhöht werden; diese Vorrichtungen werden vorzugsweise austauschbar angebracht, so daß sie gegebenenfalls versetzt werden können.

Es kann jedes beliebige Bindemittel verwendet werden, welches in fließfähigem Zustand eingesetzt werden kann und das zu befestigende Bettmaterial bindet.

Die Aufwirbelungsvorrichtung 1 wird vorzugsweise so angeordnet, daß sie gehoben oder gesenkt werden kann; bei Betrieb wird sie in die Arbeitsstellung, d. h. einige Zentimeter unterhalb der Bettoberfläche, abgesenkt und in gewünschter Richtung in dem Bett entlanggeführt, wobei das Bindemittel in das aufgewirbelte Bettmaterial, vorzugsweise in entgegengesetzter Richtung zur Bewegungsrichtung des Siebes oder Gitters, eingespritzt wird; es können jedoch auch beide Seiten des Gitters mit öffnungen versehen sein.

Die Bewegungsgeschwindigkeit des Gerätes wird so eingestellt, daß ein bestimmter Bindemittelgehalt im zu befestigenden Material erzielt wird. Es wurde beispielsweise gefunden, daß ein auf das Trockengewicht des überzogenen Sandes bezogener Bitumengehalt von 6% erhalten wird, wenn das Gerät mit einer Geschwindigkeit von etwa 0,9 m/min bewegt wird und ein senkrecht mit 50 Schwingungen pro Sekunde schwingender Vibrator verwendet wird, welcher aus einem etwa 15X10 cm großen Gitter mit 6,4 mm weiten Rohren und 0,8 mm weiten, an der Rückseite der Rohre befindlichen öffnungen besteht. Laboratoriumsversuche zeigen, daß mit dieser Bindemittelmenge eine gute Festigkeit des Bodens gegenüber Wasser mit einer Fließgeschwindigkeit von 1,5 m/sec erzielt wird.

Das Vibrieren der Aufwirbelungsvorrichtung 1 kann auch in der Weise erfolgen, daß als Antrieb Ultraschallwellen oder elektromagnetische Felder dienen.

Claims (7)

Patentansprüche:

1. Vorrichtung zum Befestigen von Unterwasserflächen aus nicht zusammenhaftendem, körnigem oder pulverförmigem Material nach dem Rütteldruckverfahren, bestehend aus einer Aufwirbelungsvorrichtung und in dem zu befestigenden Material mündenden Düsen zum Zuführen von Bindemittel, dadurch gekennzeichnet, daß die gesamte Vorrichtung an einem Fahrgestell oder Fahrzeug (2) höhenverstellbar befestigt ist, das auf oder unterhalb der zu befestigenden Fläche kontinuierlich weiterbewegbar ist, und daß die mit einem Antrieb (4) verbundene Aufwirbelungsvorrichtung (1) in Betriebsstellung unter der Grenzfläche Wasser—Festbett in dem zu befestigenden Material angeordnet ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (14) an der Aufwirbelungsvorrichtung (1) vorgesehen sind und diese mit einer Zuführleitung (7) für das Bindemittel verbunden ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, da-

durch gekennzeichnet, daß die Aufwirbelungsvorrichtung (1) ein mit Düsen (14) versehenes Rohrgitter (12, 13) ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen (14) im wesentlichen in die der Fortbewegungsrichtung der Vorrichtung entgegengesetzte Richtung gerichtet sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufwirbehängevorrichtung (1) mit austauschbar angebrachten Vorrichtungen, vorzugsweise einem Maschengewebe (a) oder Stiften (b), zur Erhöhung der Vibrationswirkung versehen ist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrgestell (2) oder Fahrzeug einen eigenen Antrieb besitzt.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, gekennzeichnet durch eine rotierende Egge, welche so angeordnet ist, daß sie bezogen auf die Bewegungsrichtung der Vorrichtung, an der Frontseite der Vorrichtung in Arbeitsstellung bringbar ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen