DE2205704A1

DE2205704A1 - Unterwasser auf dem Grund fundierbarer Bauteil und Verfahren und Vorrichtung zum Fundieren des Bauteiles

Info

Publication number: DE2205704A1
Application number: DE19722205704
Authority: DE
Inventors: Frode Johan Kingswood Surrey Hansen (Großbritannien). C02b 1-20
Original assignee: Redpath Dorman Long Ltd
Current assignee: Redpath Dorman Long Ltd
Priority date: 1971-02-08
Filing date: 1972-02-07
Publication date: 1972-08-24
Also published as: FR2126778A5; NO136683B; GB1380586A; ZA72597B; NL7201658A; FR2126777A5; US3783626A; BE779064A; NL7201657A; NO136683C

Description

D:pl.-!ng.

D-8023 München - Pullach WieeefSf r.2, T.Mdin. 7 93 35 70,7 931782

DB/Mü-P/7182 8023 Pullach, den 7. Februar 1972

REDPATH DORMAN LONG LIMITED, Elliott House, Hillside Crescent, Edinburgh, Schottland

Unterwasser auf dem Grund fundierbarer Bauteil und Verfahren und Vorrichtung zum Fundieren des Bauteiles

Die Erfindung betrifft einen Bauteil, der auf dem Unterwasser liegenden Grund fundamentartig verankerbar ist. Gleichfalls betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Verankern eines versenkbaren Bauteiles auf einem Unterwasser liegenden Grund und ein Gefährt zum Ausheben des Unterwasser liegenden Grundes unterhalb eines derartigen Bauteiles.

Nach einem Gesichtspunkt, auf den die Erfindung nicht ganz allgemein beschränkt ist, ist ein Gefährt zum Ausheben des Materials unter einem auf einem Unterwasser liegenden Grund angeordneten Bauteil geschaffen, wobei das Gefährt derart ausgebildet ist, daß es einen positiven Auftrieb aufweist und Einrichtungen zeigt, mittels derer das Gefährt in Berührung mit einer unteren Oberfläche des Bauteiles kommen kann und sich an dieser Oberfläche langbewegen kann und Mittel zum Tragen von Aushubgeräten.

^; Das Gefährt kann mit kraftgetriebenen Rädern oder Walzen ausge-•\' bildet sein, um es zu ermöglichen, daß es mit besagter unten liegenden Oberfläche in Berührung kommt und sich auf dieser Fläche bewegt«,

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Die Räder oder Walzen können derart angeordnet sein, daß sie es erlauben, daß sich das Gefäß in jeder Richtung auf dieser unten liegenden Fläche bewegt und daß es um seinen Mittelpunkt drehen kann.

Das Gefährt ist mit Aushubeinrichtungen ausgestattet, die aus einem Schneid- oder Brechkopf, und/oder Einrichtungen zur Erzeugung eines Hochdruckwasserstrahles und/oder einem Saugrohr bestehen, wobei das Saugrohr vorzugsweise gleichfalls dazu dient, Material zum Füllen in den ausgehobenen Raum zu fördern.

Das Gefährt weist vorzugsweise eine Auftriebkammer und Einrichtungen zum Einlassen und Heraustreiben von Wasser aus der Kammer auf, um den Auftrieb des Fahrzeuges zu steuern.

Das Gefährt kann zur Aufnahme einer Manrßchaft ausgebildet sein oder es kann alternativ mit Fernsteuereinrichtungen ausgestattet sein, so daß keine BedienungsmanBchaft erforderlich ist.

Nach einem anderen Gesichtpunkt, auf den die Erfindung im allgemeinen nicht beschränkt ist, ist durch die Erfindung eine Anlage geschaffen, die ein Gefährt von der oben beschriebenen Art in Verbindung mit einer Vorrichtung zum Bewegen des Gefährtes in eine Lage aufweist, aus der sich dieses in Berührung mit besagter unten liegender Fläche des Bauteiles bewegen kann.

Es können Einrichtungen zum Messen der Lage und der Ausrichtung des Gefährtes bezüglich der Vorrichtung vorgesehen sein.

Die Einrichtungen zum Messen können geeignet sein,um die radiale Entfernung des Gefährtes von der Vorrichtung und die Peilung der Vorrichtung bezüglich des Gefährtes zu messen.

Die Vorrichtung kann aus einem Ponton bestehen, der geeignet ist, um oberhalb und in Berührung mit dem Gefährt angeordnet

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zu werden, wodurch das Gefährt und der Ponton gemeinsam versenkbar und im untergetauchten Zustand vertikal bewegbar sind.

Es können Einrichtungen vorgesehen sein, um den Auftrieb des Ponton zu ändern.

Der Ponton und das Gefährt können derart ausgebildet sein,daß sie in einem senkrechten Schacht in dem Bauteil angeordnet werden können, wobei der Ponton mit Einrichtungen versehen ist,um den Raum zwischen seinem Aussenumfang und der Wandung des Schachtes abzudichten.

Der Ponton kann mit Einrichtungen zum Eingriff mit der Wandung des Schachtes ausgebildet sein, durch die in senkrechter Richtung der Ponton bezüglich des Schachtes festgelegt werden kann.

Das Gefährt und die Vorrichtung können je eine Druckkammer aufweisen, wobei dann Einrichtungen vorgesehen sind, um es zu ermöglichen, daß Pereonen zwischen den Druckkammern wechseln können, während beide Kammern untergetaucht sind.

Nach einem weiteren Gesichtspunkt auf den die Erfindung im allgemeinen nicht beschränkt ist, ist durch die Erfindung ein versenkbarer Bauteil geschaffen, der geeignet ist, auf einem Unterwasser liegenden Grund verankert zu werden und der eine unten liegende Fläche aufweist, die in Berührung mit dem Grund gebracht werden kann, wobei der Bauteil in Verbindung mit einer Vorrichtung zum Bewegen eines Gefährtes der oben beschriebenen Art in eine Lage versehen ist, in der sich das Gefährt in Berührung mit der unten liegenden Fläche bewegen und den Unterwassergrund unterhalb des Bauteiles abtragen und ausheben kann.

Die letzterwähnte Vorrichtung zum Bewegen kann von der oben beschriebenen Art sein«,

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Die Vorrichtung kann einen "beweglichen Abschnitt des Teiles des Bauteiles darstellen, welcher die unten liegende Oberfläche bildet.

Der Bauteil kann einen sich von der Unterfläche nach oben erstreckenden Schacht aufweisen, in dem das Gefährt und die Vorrichtung bewegbar angeordnet werden können.

Es können Einrichtungen (beispielsweise die vorerwähnten Dichteinrichtungen) zum Abdichten des Schachtes vorgesehen sein, so daß das Wasser aus dem ausgehobenen Grund unterhalb der Unterfläche herausgepumpt werde#kann.

Zur Herstellung der Verbindung zwischen der Druckkammer der Vorrichtung und einem Teil des Bauteiles der oberhalb der Wasseroberfläche liegt, wenn der Bauteil auf den Unterwassergrund ab- > gesenkt wurde, kann eine Taucherglocke vorgesehen sein.

Der Bauteil kann aus zwei getrennten Teilen bestehen, nämlich einem die Unterfläche definierenden Fundamentsteil mit einem Unterbau der über die Oberfläche des Wassers vorsteht, wenn der Bauteil versenkt wurde und einem Aufbauteil, der oberhalb der Wasseroberfläche durch den Unterbau getragen wird.

Nach einemweiteren Gesichtspunkt, auf den die Erfindung im allgemeinen nicht beschränkt ist, wird durch die Erfindung ein Verfahren zum Verankern eines Bauteiles in einem Unterwassergrund geschaffen, bei dem der Bauteil auf dem Grund angeordnet und der Grund unterhalb des Bauteiles ausgehoben und abgetragen wird, wobei der Aushub mittels eines einen positiven Auftrieb aufweisenden Gefährtes durchgeführt wird, welches sich auf einer Unterfläche des Bauteiles bewegt und welches mit Aushubeinrichtungen ausgestattet ist.

Bei dem Verfahren kann unter dem Bauteil derart ausgehoben wer-

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den, daß er auf einer Anzahl von im Abstand "befindlichen Bereichen (beispielsweise an vier Ecken) abgestützt ist und daß dann die wirksame Last auf diesen Bereichen derart vergrößert wird, daß der Bauteil in den Grund einsinkt.

Wenn der Bauteil eine Ausnehmung (beispielsweise einen Schacht) aufweist, die sich von der Unterfläche nach oben erstreckt, zieht sich das Gefährt vorzugsweise in die Ausnehmung zurück, während der Bauteil eingesenkt wird.

Die wirksame Last kann dadurch vergrößert werden, daß der unter der Unterfläche ausgehobene Raum abgedichtet und das Wasser aus diesem Raum herausgepumpt wird.

Der ausgehobene Raum kann mit Peststoffmaterial gefüllt werden nachdem der Bauteil in den Grund in einem gewünschten Maße eingesenkt wurde.

Im folgenden wird die Erfindung anhand einer in den Zeichnungen beispielhaft veranschaulichten Ausführungsform näher erläutert.

Es zeigt:

Pig. 1 einen erfindungsgemäßen, versenkbaren Bauteil im schwimmenden Zustand;

fig. 2 den Bauteil nach figur 1 nach dem Versenken;

Fig. 3 einen senkrechten Schnitt durch Figur 2 mit einigen zusätzlichen Einzelteilen;

Fig. 4 und 5 senkrechte Schnitte durch einen Teil des Fundamentflosses von Figur 3, welche das Aushubgefährt in zwei verschiedenen Lagen veranschaulichen;

Fig. 6 einen Schnitt längs der Linie VI - VI von Figur 4;

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Fig. 7a und 7b Ober- bzw. Unteransichten des Aushubgefährtes;

Fig. 8 einen senkrechten Schnitt durch das Fundament-Floß nach Figur 2, welcher das Fortschreiten des Aushubes veranschaulicht;

Fig. 9 die Hälfte eines Schnittes längs der Linie IX-IX von Figur 8;

Fig. 10,11 und 12 aufeinanderfolgende Stufen bei der Verankerung des Fundament-Flosses, wobei diese Figuren senkrechte Schnitte wie Figur 8 darstellen;

Fig. 13 einen Schnitt ähnlich Figur 5, welcher eine andere Ausftihrungsform der Erfindung veranschaulicht;

Fig. 14 den verankerten versenkbaren Bauteil mit seinem peramenten Aufbau in einer Lage vor dem endgültigen Einpassen und Figur 15 den permanenten Aufbau in der endgültigen Lage nach Anbau an den versenkbaren Bauteil.

Bei der Herstellung eines Bauteiles, der nach Vollendung in einem Unterwasser liegenden Grund, wie beispielsweise einem Meeresgrund oder den Grund eines Sees verankert werden soll, ist es bevorzugt, an Land diesen Bauteil soviel als möglich vorzufabrizieren und eine minimale Arbeitsmenge auf See vorzunehmen. Hinzu kommt, daß die Arbeit auf See von kurzer Dauer und von einfacher Natur sein sollte und nicht von den Wetterbedingungen abhängen oder eine teure Schwimmausrüstung bedingen sollte.

Die veranschaulichten Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sollen diesen Anforderungen genügen. In den Figuren 2 und ist ein vor den Meeresküsten zum Einsatz kommendes Bohrgerüst mit einem Fundament-Floß 20, einem Unterbau 22 und einem Aufbau

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24 (Figur 2) oder 26 (Figur 15) veranschaulicht.

In Figur 2 ist das Fundament-Floß auf dem Meeresgrund 27 ruhend veranschaulicht und in Figur 15 ist es im eingegrabenen oder verankerten Zustand gezeigt.

Der Aufbau 24, 26 ist in einer sicheren Höhe oberhalb des Wasserspiegels abgestützt und seine genaue Bauweise hängt von dem jje-VH-Iigen Verwendungszweck ab. Somit ist in Figur 15 der. Aufbau mit einem Bohrturm 28 ausgestattet. In Figur 2 ist der Aufbau lediglich zeitweilig gedacht und dient dazu, bei der Verankerung des Fundamentfloßes 20 in dem Meeresgrund verwendet zu werden.

Der Unterbau 22 trägt den Oberbau oberhalb des Fundament-Floßes 20 und besteht aus zwei Reihen kreisförmiger senkrechter "Stahlsäulen 32, die oben frei sind und gegeneinander in ihren unteren Bereichen zweckmässig gegeneinander abgestützt sind, wobei diese unteren Bereiche in der Einbaulage unter Wasser befindlich sind»

Der Oberteil des Unterbaues weist einen minimalen Flächenbereich auf, der der Wellenwirkung ausgesetzt ist, um die durch die Wellen hervorgerufenen Kräfte auf einMinimum zu verringern.

Der untere Teil des Unterbaues ist den durch Wellen hervorgerufenen Kräften weniger ausgesetzt und ist folglich auch nicht mit der Maßgabe einer möglichst geringen Oberflächenerstreckung gebaut. Anstelle dessen ist seine Bauweise derart, daß er einen genügend großen Auftrieb aufweist,um zu gewährleisten, daß die Kombination aus Unterbau und Fundamentfloß eine ausreichende . Stabilität hat, um zum Bauplatz geschleppt zu werden.

Das Fundamentfloß 20 besteht aus einem Stahlgehäuse 34 (vergleiche Figur 3), dessen Boden mit Beton 36 verstärkt ist, um zu verhindern, daß das Gehäuse durchbrochen wird, sollte es in

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einen unregelmassigen Grund einsinken und gleichzeitig um einen tief liegenden Schwerpunkt zu schaffen, so daß das Fundamentfloß und der Unterbau beim Schwimmen und beim Sinken stabil sind. Das Gehäuse34 ist in einer Anzahl von wasserdichten Kammern 38 unterteilt, die vollständig oder teilweise flutbar sind, um das Sinken des Bauteiles zu steuern. Wenn die Kammern 38 nicht vollständig geflutet sind, weist das Fundament und der Unterbau einen ausreichenden Auftrieb auf und sind stabil genug, um zum Bauplatz geschleppt zu werden, ohne daß zusätzliche Schwimmhilfen erforderlich sind.

Das Fundamentfloß 20 ist mit einer flachen Unterfläche 40 ausgebildet und ein mit Beton verstärkter Schacht 32 erstreckt sich

nach oben von der Unterfläche 4O₀ Diese Einzelheiten sind während des Verankerns des Floßes 20 in dem Meeresgrund von Bedeutung und werden später noch eingehend erläutert.

Das Fundament-Floß 20, der Unterbau 22 und der zeitweilige Aufbau 24 werden an Land in ihren Endzustand zusammengebaut. Der Unterbau weist oben an den Säulen 32 Hebezeug (Flaschenzüge) 44 auf und der zeitweilige Aufbau 24 ist mit Winden 46 ausgestattet, Kabel oder Ketten 48 verlaufen um die Flaschenzüge oder Blöcke 44 und die Winden 46.

Wenn der Bauteil vom Bauplatz geschleppt werden soll, wp4r eingebaut werden soll, ist der Aufbau wie in Figur 1 veranschaulicht zeitweilig auf den oberen Teilen 49 der Querversteifungsstruktur zwischen den Säulen 32 abgestützt. Der Bauteil wird dann in jeder zweckdienlichen Weise schwimmend wie in Figur 1 geschleppt.

Wenn der Bauteil an der Baustelle ankommt, zieht sich der zeitweilige Aufbau selbst nach oben indem die Ketten oder Kabel 48 auf den Winden aufgewickelt werden, bis er in der in Figur 2 veranschaulichten Lage anlangt. Es ist zu sehen, daß dieses An-

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heben ein kontinuierlicher anstelle eines diskontinuierlichen Klettervorganges ist» Hinzu kommt, daß die Hubrullen 44 und die Kabel 48 keine Biegemomente wegen der Wellenwirkung von den Säulen auf den Aufbau 24 übertragen. .

Das Fundament-Floß 20 wird dann teilweise geflutet, so daß es in gesteuerter Weise auf den Meeresgrund 27 sinkt, wie dies in Figur 2 veranschaulicht ist. Das Verfahren zum Verankern des Flosses 20 in dem Meeresgrund wird dann mittels Vorrichtungen durchgeführt, die im folgenden beschrieben werden. Diese Vorrichtungen oder Ausstattung ermöglicht es, daß das·Fundament-Floß 20 in den Meeresboden eingesenkt wird, ohne daß die normalen Druckluftverfahren verwendet werden, die die möglichen Wasser- und Fundamentstiefen beschränken würden.

Die Ausrüstung besteht aus einem mit Maroschaft besetzen Gefährt 50, welches einen positiven Auftrieb haben kann und welches während des Sinkens des Floßes in dem Schacht 42 unterhalb eines Schwimmkörpers oder Pontons 52 angeordnet ist. Der Schwimmkörper 52 weist einen steuerbaren positiven und negativen Auftrieb auf.

In den Figuren 4, 5 und 6 weist der Schwimmkörper eine zur Aufnahme einer Mamschaft geeignete Druckkammer 54 auf, die über eine Leitung 56 belüftet ist. Die Kammer 54 kann zur Verwendung als Dekompressionskammer gleichfalls mit Druck beaufschlagt sein, sollte die Dekompression für die Marrechaft des Gefährtes 50 erforderlich sein. Die Kammer 54 umgebend ist eine Auftriebkammer 58 vorgesehen, die in einem gesteuerten Maße geflutet werden kann, um den Auftrieb des Pontons zu steuern. Eine aufblasbare Dichtung 60 ist zum Abdichten des Raumes zwischen dem Schacht 42 und dem Ponton vorgesehen, die Zwecken dient, die weiter unten beschrieben werden.

Eine Tauchglocke 62 ist an einem Flaschenzugsystern 64 angeord-

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net, um den Transport der Maraschaftsmitglieder von der Kammer 54 zu der Oberfläche zu ermöglichen. Eine Luftschleuse 66 ermöglicht es, daß sich die Mainschaf tsmitglieder zwischen der Kammer 54 und der Tauchglocke 62 bewegen können.

Als Alternative zur Tauchglocke 62 und der Luftschleuse 66 kann ein zeitweiliger Zugangsschacht zwischen der Kammer 54 und dem Aufbau 24 vorgesehen sein. Ein derartiger Schacht jedoch würde durch Wellengang hervorgerufenen Kräften ausgesetzt sein, und die Tauchglocke wird als einfachere und sicherere Lösung angesehen.

Der Ponton 52 ist mit drei hydraulisch betätigten Stiften 68 (Figur 6) versehen, die ausgefahren werden können, um in Eingriff mit Ausnehmungen 70 in der Wandung des Schachtes 42 zu gelangen, um somit den Ponton in dem Schacht 42 festzulegen. Die Ausnehmungen 70 sind lange Schlitze, die es ermöglichen, daß der Ponton in jeder Lage zwischen der in Figur 4 veranschaulichten und der in Figur 5 veranschaulichten Lage festgehalten werden kann, was später noch genauer beschrieben wird.

Das Gefährt 50 weist ein MamBchaftabteil auf, das aus einer Druckkammer 72 besteht, welche dem äusseren Wasserdruck widersteht, wenn sie Luft bei atmosphärischem Druck enthält, die durch eine Verlängerung 74 (Figur 5) der Leitung 56 zugeführt wird. Der Ponton 52 weist eine Luftschleuse 75 auf, die es ermöglicht, daß Männer aus der Kammer 54 in die Kammer 72 durch Luken 76, 77 in den Kammern 54 bzw. 72 umsteigen, wenn beide untergetaucht sind.

Die Kammer 72 umgebend ist eine Auftriebskammer 78 vorgesehen, welche im Betrieb innen und aussen dem Wasserdruck ausgesetzt ist. Diese Kammer kann im notwendigen Maße geflutet werden,um den Auftrieb des Gefährtes 50 zu steuern. Wenn im Betrieb die

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Kammer 78 nicht geflutet ist, so weist das Gefährt 50 einen positiven Auftrieb von mehreren Tonnen auf.

In seinem oberen Teil ist das Gefährt 50 mit Rädern oder Rollen versehen, mittels derer es sich auf der Unterfläche(vergleiche Figur 7a) des Fundament-Floßes 20 bewegen kann. Bei dieser Ausführungsform (vergleiche Figur 7a) ist ein Paar gegenüberliegend angeordneter, kraftgetriebener Räder 80 und zwei kugelförmige freilaufende Räder 82 vorgesehen. Die Räder sind um einen gemeinsamen Mittelpunkt verteilt angeordnet, der mit der Achse des Gefährtes 50 zusammenfällt, so daß das Gefährt um seine eigene Achse drehen und sich in jeder Richtung bewegen kann. Die Räder 80 sind mittels druckhydraulischen Motoren getrieben, die skizzenhaft bei 84 veranschaulicht sind. Die Druckmedienquelle für diese Motoren ist an dem Aufbau 24 vorgesehen, und wird über Leitungen (nicht dargestellt) zu dem Gefährt 50 geleitete Alternativ kann die Druckflüssigkeit durch eine elektrisch betriebene Pumpe in der Kammer 78-erzeugt werden. Die Steuerung des Motors wird vom Inneren der Kammer 72 aus vorgenommen. Anstelle von Rädern 80, 82 kann das Fahrzeug Fahrketten aufweisen, die um Umlenkräder und Antriebsräder verlaufen.

Das Gefährt 50 ist mit einem verschwenkbar montierten Werkzeughalter 86 versehen, an dem eine Vielzahl von Schneid- oder Brechwerkzeugen entweder drehend oder schlagend angebracht werden kann» Ein drehendes Werkzeug ist bei 88 angepasst veranschaulichte Aus Figur 7b ist ersichtlich, daß der Werkzeughalter in einer vertikalen, diametralen Ebene des Gefährtes 50 verschwenkbar ist. Hydraulische Arbeitsflüssigkeit für das Werkzeug (erzeugt von dem Aufbau 24 aus) wird durch das Innere des Werkzeughalters zugeleitet.

Ein weiterer ähnli-ch schwenkbar montierter Werkzeughalter 90 kann ein austauschbares Mundstück 92 tragen,um einen Hochdruckwasserstrahl zum Aufbrechen des Bodens zu erzeugen. Ein nach un-

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ten herabhängendes Saugmundstück 94 ist gleichfalls vorgesehen, um gelösten Boden zu entfernen. Der Sog wird über eine Leitung 96 von einer Pumpe auf dem Aufbau 24 erzeugt. Die Pumpe ist umkehrbar, so daß die Leitung 96 und das Mundstück 96 suspendiertes festes Material zum später noch beschriebenen Pullen zuleiten können.

Das Gefährt weist Zugangsluken 98, 100 zwischen der Druckkammer 72 und der Auftriebskammer 78 und zwischen der Auftriebskammer 78 und dem Äusseren des Gefährtes 50 auf„

Diese Luken ermöglichen es,,daß die Manschaft das Werkzeug 88, das Mundstück 92 und das Saugmundstück 94 warten oder auswechseln können, indem die Kammer 72 unter Druck gesetzt wird und sie dann in die Auftriebskammer 78 heraustreten. Alternativ kann das Saugmundstück 94, welches flexibel ist, in die Kammer 78 zur Wartung hereingezogen werden (beispielsweise wenn es verstopft ist) Die Notwendigkeit einer Wartung ist durch Beobachtung des Ausatosses von der Leitung 96 ersichtlich.

Wenn das Fundament-Floß 20 abgesenkt wird, befinden sichrer Ponton 52 und das Gefährt 50 im Inneren des Schachtes 42, wie dies in Figur 3 veranschaulicht ist. Um den Verankerungsvorgang zu beginnen, wird das Wasser aus der Luftschleuse 75 in die Kammer 54 herausgepumpt. Dies zwingt die Oberseite des Gefährtes 50 in dichtende Berührung mit dem Boden der Luftschleuse 75 und ermöglicht es, daß zwei Männer durch die Luken 76, 77 aus der Kammer 54 in die Kammer 72 gelangen. Der Wasserdruck in der Luftschleuse 75 wird dann wieder zugelassen.

Der Auftrieb des Pontons wird von der Ponton-Druckkammer 54dadurch eingestellt, daß ein Teil der Luft aus der Auftriebskammer 58 herausgelassen wird, wodurch automatisch Wasser eingelassen wird und an irgendeinem Punkt wird der Ponton 52 und das Gefährt 50 sinken. In der Ruhelage auf dem Meeresgrund gräbt

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sich das Gefährt 50 selbst in den Grund ein, wie dies in Figur 4 veranschaulicht ist, bis der Ponton 52 so tief gesunken ist, daß seine Unterseite in einer Ebene mit der Unterfläche 40 des Flosses 20 liegt, wie dies in Figur 5 veranschaulicht ist. An diesem Punkt werden die Stife 68 in Eingriff mit den Ausnehmungen 70 in der Wandung des Schachtes gebracht und der Ponton 52 kann nicht tiefer sinken. Das Gefährt 50 fährt fort sich nach unten einzugraben, bis ein freier Raum unterhalb Vorhandendst, der der Reichweite der Aushubeinrichtungen 86, 90 und der Saugleitung 94 entspricht« Bei Erreichen dieses Zustandes wird den Rädern 80 Antriebskraft zugeführt und das Fahrzeug 50 bewegt sich von dem Ponton auf der flachen Unterfläche 40 des Flosses 20 seitlich weg , wie dies in Figur 5 veranschaulicht ist, und beginnt zu graben, während es sich unter dem Floß 20 um den Ponton 52 in größeren und größeren Kreisen bewegt, bis schließlich das Floß auf vier im Abstand angeordneten dreieckigen Eckenbereichen 101 ruht, wie dies in Figur 8 und 9 veranschaulicht ist.

Das Graben wird durch Aufbrechen des weichen Grundes mit der Hochdruckwasserdüse 92 und des härteren Materiales mittels des Werkzeuges 88 durchgeführt«, Das aufgebrochene Material wird über die Saugleitung 94 entfernt. Felsbarrieren können mittels eines schweren Fallmeissels (in den Zeichnungen nicht dargestellt, jedoch als solcher allgemein bekannt) aufgebrochen. Begrenzte Bereiche aus Felsen können mittels eines Felsbrechers (nicht dargestellt) der von der Seite des Gefährtes 50 vorsteht, entfernt werden_e

Das wirksamste Verfahren des Grabens besteht darin, daß nach unten gerichtete Kräfte auf das zu entfernende Material aufgebracht werden. Dann bietet die Unterfläche 40 des Flosses 20 eine feste Abstützung für das Gefährt und ermöglicht es, daß die Reaktionskräfte an dem Gefährt 50 ohne eine aufwärts gsrichtete Bewegung des Gefährtes absorbiert worden, welches die

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Wirksamkeit des Grabvorganges verringern würde.

Palis das Gefährt gegen senkrecht stehende Flächen auszuheben hat, wird der untere Teil der Fläche mit nach unten gerichteten Kräften angegangen, um örtlich begrenzte Erdrutsche zu erzeugen. Das lose Material fällt unter das Gefährt und wird über die Saugleitung entfernt. Es besteht keine Gefahr für das Gefährt 50, da der Erdrutsch die Neigung zeigt, es von der Fläche wegzuschieben.

Während des Aushubes können sich Felsbrocken, die zu groß sind, um durch die Saugleitung entfernt zu werden, auf den Boden der Grube sammeln. Es kann sein, daß diese durch den Fallmeißel verkleinert werden müssen, falls sie die Bewegung des Fahrzeuges behindern.

Beim Fortschreiten des Aushubes sinkt das Fundamentfloß 20 ein und das Ausmaß dieses Einsinkens wird kontinuierlich überprüft, indem der freie Raum zwischen dem Gefährt 50 und dem Boden der Grube erfasst wird. Eine ähnliche Überprüfung wird von der Kammer 54 des Pontons 52 aus durchgeführt.

Ein vorzugsweises Verfahren des kombinierten Aushubes und Einsinkens besteht darin, daß das Gefährt periodisch zu dem Schacht 42 zurückkehrt und daß das. Gewicht des Floßes 20 vergrößert wird, indem Meerwasser in die Kammern 38 gelassen wird. Das Floß senkt sich dann ein, während das Gefährt 50 sicher in dem Schacht 42 befindlich ist, wobei der Ponton 52 sich selbst in die Lage gemäfl Figur 4 angehoben hat, so daß das Gefährt aufgenommen werden kann.

Beim Fortschreiten des Grabens wird schließlich ein Zustand erreicht, in dem das Floß 20 in dem Niveau des Meeresbodens liegt und so tief eingesunken ist, daß der ausgehobene Raum gegen äusseres Wasser um den Umfang des Floßes 20 abgedichtet ist. Das

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Gefährt 50 bewegt sich dann auf die Unterfläche des Pontons 52 und der Ponton und das Gefährt zusammen bewegen sich in die in Figur 4 veranschaulichte Lage.

Danach werden die Kammern 38 des Fundamentfloßes 20 vollständig geflutet, um das Eindringen in den Meeresgrund zu vergrößeren. Die Dichtung 60 wird aufgeblasen und die Saugleitung 94_f 96 wird verwendet, um das Wasser aus dem ausgehobenen Raum 102 (Figur 10) schneller herauszupumpen, als es in den Raum 102 durch die umgebenden Bodenschichten eindringen kann. Der Druck in dem Raum 102 wird somit verringert und die nach unten gerichtete, durch das Floß 20 auf die EckabStützungen 102 ausgeübte Kraft wird erheblich vergrößert (möglicherweise bis um das 4-fache) und das Floß sinkt tiefer in den Meeresgrund ein, wenn die Eckabstützungen 101 dieser vergrößerten, nach unten gerichteten Kraft nicht widerstehen können.

Dieser Vorgang kann, falls notwendig, wiederholt werden, indem die Dichtung 60 entlastet wird, der Druck in dem Raum 102 auf den äusseren Wasserdruck ausgeglichen wird und das Gefährt 50 verwendet wird, um mehr Material unterhalb des Floßes auszuheben, Ein Teil des Wassers kann aus der Kammer 38 herausgepumpt werden, um die Last zu verkleinern.

Schließlich bewirkt der verringerte Wasserdruck in dem Raum und die entsprechende zeitweilige Vergrößerung der Last auf den Abstützungen 101 kein weiteres Setzes des Bauteiles, woraus dann folgt, daß die vierBskabstützungen 101 und die Reibung an den Seitenwandungen des Floßes 20 den Bauteil mit einem sehr großen Sicherheitsfaktor tragen können, da die zeitweilig vergrößerte Last auf den Abstützungen das Gewicht des Bauteiles erheblich übersteigt«.

Folglich muß dann das Floß 20 nicht tiefer eingegraben werden

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und das Gefährt 50 kann nun die Arbeit "beenden, indem der Raum 102 unterhalb des Floßes mit Sand und Kies 104 (Figur 11) wieder gefüllt wird, wodurch der Sicherheitsfaktor des Fundamentes nochmals vergrößert wird. Der Sand und Kies werden irgendwo anders dem Meeresgrund entnommen und über die Saugleitung 94, 96 eingeführt. Die äussersten Enden des Raumes werden dadurch gefüllt, daß der Sand und Kies mittels der Hochdruckdüse 92 dorthin gerichtet wird. Falls notwendig, kann sich das Gefährt 50 heraus auf die Unterfläche des Floßes 20 bewegen,um den Füllvorgang durchzuführen.

Wenn die Füllarbeit vollendet ist und der Schacht 42 soweit als möglich gefüllt wurde (Figur 12) werden die Stifte 68 des Pontons aus ihren Schlitzen 70 in der Sehächtwandung zurückgezogen. Der Auftrieb des Pontons 52 und des Gefährtes 50 wird auf geringfügig positiv eingestellt und der Ponton un-d das Gefährt steigen zur Oberfläche auf. Ihre Arbeit ist beendet. Alternativ dazu kann der Auftrieb geringfügig negativ eingestellt werden, worauf das Gefährt und der Ponton dann an die Oberfläche durch eine Winde an dem Aufbau 24 nach oben gezogen werden.

Das Gefährt 50 kann auch an dem zeitweiligen Aufbau 24 aus fernsteuerbar hergestellt werden, so daß das Gefährt nicht bemannt werden muß. Bei Fernsteuerung ist das Gefährt mit closedcircuit-Fernsehkameras und einer ausreichenden äusseren Beleutung ausgestattet, so daß eine Bedienungsperon auf dem Aufbau 24 die Aushubarbeit steuern kann. Die Ausstattung zum Siaiern der Bewegungen des Gefährtes und der Betätigung seiner verschiedenen Aushubeinrichtungen 86, 90, 94 kann für jedes besondere Gefährt entsprechend der üblichen Praxis auf dem Gebiete der hydraulischen Steuerungen ausgebildet sein.

Da,das Gefährt nicht bemannt ist, muß die Druckkammer 72 nicht vorgesehen sein. Die Druckkammer 54 in dem Ponton 52, die Tauchglocke 62 und die dazugehörigen Luftschleusen 75, 66 können

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gleichfalls entfallen. Der Ponton kann lediglich aus einer Betonplatte bestehen, die tatsächlich einen beweglichen Teil des Bodens des fundamentflüßes 20 darstellt. In einem derartigen Falle kann die aufblasbare DichtungöO in einem Rahmen angeordnet sein, der an der Betonplatte befestigt ist.

Bei .fernsteuerung des fahrzeuges ist es somit lediglich in notfällen oder falls die Aushubeinrichtungen 86, 90, 94 gewartet werdeninüssen notwendig, daß Menschen unter Wasser arbeiten.

Ein ferngesteuertes Gefährt ist in figur 13 bei 150 veranschaulicht. Teile dieser Zeichnung, die unter Bezugnahme auf die anderen figuren der Zeichnung bereits beschrieben wurden, tragen die selben Bezugszeichen, wie in den übrigen figuren der Zeichnung. ■

Das Gefährt 150 arbeitet in Verbindung mit einer Betonplatte 52 mit flachen Boden, die als Ponton dient. Die Platte 152 kann durch Kabel 156 angehoben und abgesenkt werden. Die Abwärtsbewegung 152 ist durch einen Vorsprung 157 begrenzt, der derart angeordnet ist, daß, wenn sich die Platte in ihrer am weitesten unten liegenden Lage befindet, ihre Unterfläche plan mit der Unterfläche 40 des floßes 20 liegt«

Druckluft wird über eine Leitung 58 in das Innere des Gefährtes 50 geleitet. Der Druckluft wird durch ein Rückschlagventil 159gesteuert, welches in einer zum äusseren Wasserdruck offenen Steigleitung arbeitet, so daß die Drücke im Inneren und äusserhalb des Fahrzeuges 150 ungefähr gleich sind.

Das Gefährt 150 weist eine fernsehkamera 162 auf. Um ea zu ermöglichen, daß die Bedienungsperson auf dem Aufbau 24 die Position des Gefährtes kennt, zeigt ein Kreiselkompaß 164 die winklige Ausrichtung oder Orientierung des Gefährtes und ein Entfernungsmesser 166 die radiale Entfernung des Gefährtes vom Mittel-

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punkt der Pontonplatte 152 an.

Der Entfernungsmesser besteht aus einem mit dem Mittelpunkt der Pontonplatte 152 bei 170 verbundenen Draht, der sich durch eine Führungshülse 172 über eine Spannrolle 174- "bis zu einer Trommel 176 erstreckte Die Führungshülse oder das Führungsrohr ist um eine vertikale Achse verschwenkbar in dem Dach des Gefährtes 150 befestigt. Die von der !Trommel 176 abgewickelte Kabellänge zeigt die Entfernung des Gefährtes von dem Punkt 170 an und die winklige Lage des Führungsrohres 172 zeigt die Peilung des Punktes 170 bezüglich des Gefährtes 150 an. Diese beiden Variablen zusammen mit der Ausgangsgröße des Kreiselkompasses definieren die Lage und die Peilung des Gefährtes 150 vollständig»

Ähnliche Lage- und Peil - Aufepüreinrichtungen können bei dem bemannten Gefährt 50,falls erforderlich,vorgesehen sein.

Ein teleskopischer hydraulischer Heber 178 ist vorgesehen,um Proben zu entnehmen, um auszugleichen oder um Druckstockprüfungen des Meeresbodens vorzunehmen.

Es ist offensichtlich, daß bei dem bemannten und auch dem unbemannten ferngesteuerten Ausführungsbeispiel des Gefährtes es möglich ist, die genaue Lage und Orientierung des Gefährtes festzustellen und das Fortschreiten der Aushubarbeit unter dem Floß 20 zu übersehen.

Wenn das Fundament-FDcß 20 in den Meeresboden in der erforderlichen Höhe eingegraben ist, und die Kammer 38 vollständig geflutet ist, ist der Bauteil sicher gegen jegliche wahrscheinliche Wetterbedingungen. Wenn der zeitweilige Aufbau 24 entfernt ist, sind die Oberenden der Säulen 32 mit den Blöcken 44 darauf die einzigen feile des Bauteiles, die dem Wetter ausgesetzt sind; alle Quervereteifungen liegen nun unter der Oberfläche, da das Fundament-Floß 20 in den Meeresboden eingesenkt ist«

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Der ständige Aufbau 26 verlässt die Fabrikationsstätte als vollständig geschlossene schwimmfähige seefeste Einheit, die die gesamte erforderliche Ausstattung und Möglichkeiten eingebaut und betriebsbereit enthält.

Dieser Aufbau wird zum Bauplatz geschleppt und wenn die Flut-und Wetterbedingungen geeignet sind, wird er in die in figur 13 veranschaulichte Lage zwischen den Säulen 32 gebracht.

Schwere Winden 1D8 an dem Aufbau 26 werden in Verbindui^g mit den leichten Hebeblöcken 44 verwendet, um schwere Hebeblöcke auf die Oberenden der Säulen 32 zu befördern, wobei die schweren Hebeblöcke in Figur 14 bei 110 eingebaut veranschaulicht sind.

Schwere Ketten und Kabel 112 werden um die Hebeblöde 110 zu den Winden 108 geführt, und mittels dieser hebt sich der Aufbau 26 selbst aus dem Wasser. Wenn er das erforderliche Niveau erreicht, werden permanente Montageeinrichtungen für den Aufbau 26 anstelle der Hebeblöcke 110 eingebaut. Diese permanenten Montageeinrichtungen bestehen im wesentlichen aus Trägern 114 (Figur 15), die mit den Oberenden der Säulen 32 über Hollen 116 in Berührung stehen, so daß Siegemonente aufgrund der Wellenwirkung nicht von den Säulen auf den Aufbau übertragen werden können.

Es ist offensichtlich, daß die volle Tragkapazität der Tragsäulen hergestellt ist, ehe irgendeine ständige Last des Aufbaues aufgebracht wird und das das Anheben sofort beginnt, wenn die Säulen belastet werden·

Der Anhebevorgang ist eine kontinuierliche Huboperation und nicht ein diskontinuierliches Heraufklettern an den Tragsäulen, wie dies bei bekannten hebbaren Plattformen der Fall ist·

Hebeoperation ist vollständig unabhängig von jeglicher Wellenoder ^egangswirkung, sobald der Aufbau aus dem Wasser heraus ist

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und w-eder während des Anhebens noch in seiner endgültigen Lage ist der Aufbau zusätzlichen Biegebeanspruchmngen ausgesetzt,die sich aus der Wellenwirkung auf den Unterbau ergeben.

Sämtliche der in der Beschreibung erwähnten und in den Zeichnungen erkennbaren technischen Einzelheiten sind für die Erfindung von Bedeutung.

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Claims

- 21 Patentansprüche

1 ./Gefährt zum Aushub unter einem auf einem Unterwassergrund angeordneten Bauteil, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefährt (50, 150) einen einstellbar positiven Auftrieb und Einrichtungen (80, 82) aufweist mittels derer das Gefährt (50,150) mit einer Unterfläche (40) des Bauteiles (20) in Berührung gebracht und auf dieser bewegt werden kann und daß Vorrichtungen (86) zur Aufnahme von Aushubwerkzeugen (88,90,94) vorgesehen sind.

2. Gefährt nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch kraftgetriebene Räder oder Sollen (80) zur Herstellung der Berührung und zur Bewegung auf der Unterfläche (40).

3ο Gefährt nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Räder oder Rollen (80,82) derart angeordnet sind, daß das Gefährt (50,150) in sämtlichen Richtungen auf der Unterfläche (40)bewegbar und um seinen eigenen Mittelpunkt drehbar ist.

4o Gefährt nach einem oder mehreren der vorstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es mit Aushubwerkzeugen (80,90,94) ausgestattet ist, welches aus einem Schneid- oder Brechkopf (88) und/oder Einrichtungen (90,92) zum Erzeugen eines Hochdruckwasseisbrahles und/oder einem Saugrohr (94) bestehen.

5ο Gefährt nach einem der vorstehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch eine Auftriebskammer (78) und Einrichtungen zum Einlassen und Heraustreiben von Wasser in der Kammer (78) zum Steuern des Auftriebes des Gefährtes (50,150)

6 ο Anlage gekennzeichnet durch ein Gefährt (50, 150) nach einem der vorstehenden Ansprüche in Kombination mit einer Vorrichtung (52, 152) zum Bewegen des Gefährtes (50,150) in eine lage aus der sich dieses in Berührung mit der Unterfläche (40) eines Bau-

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teiles (20) bewegen kann.

7 ο Anlage nach Anspruch 6, gekennzeichnet durch Vorrichtungen (164, 166) zum Messen der Lage und der Ausrichtung des Gefährtea (50,150) bezüglich der Vorrichtung (52, 152),

8_e Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtungen (164, 166) zum Messen derart ausgebildet sind, daß sie die radiale Entfernung des Gefährtes (50,150) von der Vorrichtung (52, 152) und die Peilung der Vorrichtung (50, 152) bezüglich des Gefährtes (50, 150) messen.

9o Anlage nach Anspruch 6, 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (52, 152) aus einem Ponton (52, 152) besteht, der in Berührung mit dem Gefährt (50, 150) oberhalb desselben angeordnet ist, wobei das Gefährt (50, 150) und der Ponton (52, 152) gemeinsam untertauchbar und untergetaucht senkrecht bewegbar sind«,

10. Anlage nach Anspruch 9, gekennzeichnet durch Einrichtungen (58) zur Änderung des Auftriebes des Pontons (52).

11 ο Anlage nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß der Ponton (52, 152) und das Gefährt (50, 150) in einem senkrechten Schacht (42) in dem Bauteil (20) unterbringbar sind, und daß der Pontons (52, 152) mit Einrichtungen (60) zum Abdichten des Raumes zwischen seinem Umfang und der Wandung des Schachtes (42) versehen ist.

12. Anlage nach Anspruch 9, 10 oder 11, dadurch gekennzeichnet, daß der Ponton (52) mit Einrichtungen (68)zum Eingriff mit der Wandung des Schachtes (42) versehen ist, um in senkrechter Richtung den Ponton (52) bezüglich des Schachtes (42) festzulegen.

13· Anlage nach einem der vorstehenden Ansprüche 6 bis 12, da-

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durch gekennzeichnet, daß das Gefährt (50) und die Vorrichtung (52) je eine Druckkammer (72 "bzw. 54) aufweisen und daß Einrichtungen (75,76,77) zum Durchlassen von Personen zwischen den Druckkammern (72,54) während teide Kammern (72,54) untergetaucht sind, vorgesehen sind_c

14. Versenkbarer zum Verankern auf einem Unterwassergrund geeigneter Bauteil, der eine für die Berührung mit dem Unterwassergrund geeignete Unterfläche aufweist, dadurch gekennzeichnet, daß der Bauteil (20) in der Kombination mit einer Vorrichtung (52, 152) zum Bewegen eines Gefährtes (50,150) nach Anspruch 1 in eine Lage vorgesehen ist, in der sich dieses in Berührung mit der Unterfläche (40) bewegen&nd den Unterwassergrund (27) unterhalb des Bauteiles (20) ausheben kann.

15o Bauteil nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (52) aus einem Ponton (52) mit variablem Auftrieb besteht.

16. Bauteil nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung (152) ein beweglicher Teil (152) des Teiles des Bauteiles (20) ist, der die Unterfläche (40) bildet.

17. Bauteil nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Bauteil (20) einen sich nach oberjvon der Unterfläche (40) erstreckenden Schacht (42) aufweist, der geeignet ist, um das Gefährt (50,150) und die Vorrichtung (52, 152) darin bewegbar aufzunehmen.

18. Bauteil nach Anspruh 17, gekennzeichnet durch Einrichtungen (60) zur Abdichtung des Schachtes (42), so daß Wasser aus dem axiBgehobenen Grund <2?) unterhalb der Unterflache (40) herausgepumpt werdeg&ann.

19o Verfahren zum Verankern eines Bauteiles in einem ünterwas-

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sergrund, bei dem der Bautei}/auf dem Grund angeordnet und der
Grund unterhalb des Bauteiles ausgehoben wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Aushub mittels eines einen positiven Auftrieb aufweisenden Gefährtes durchgeführt wird, welches sich auf einer Unterfläche des Bauteiles bewegt und welches mit Aushubeinrichtungen ausgestattet ist.

2O₀ Verfahren nach Anspruch 19» dadurch gekennzeichnet, daß unter dem Bauteil derart ausgehoben wird, daß dieser auf einer Anzahl von im Abstand zueinander befindlichen Bereichen ruht und daß anschliessend die auf diesen Bereichen wirksame Last derart vergrößert wird, daß der Bauteil iijflen Grund einsinkt.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Gefährt in einer Ausnehmung in dem Bauteil zurückgefahren wird, die sich nach oben von der Unterfläche erstreckt, während der
Bauteil einsinkt.

22o Verfahren nach Anspruch 20 oder 21, dadurch gekennzeichnet, daß die wirksame Last dadurch vergrößert wird, daß der ausgehobene Raum unter der Unterfläche abgedichtet und daa in diesem
Raum befindliche Wasser herausgepumpt wird,,

23ο Verfahren nach einem der vorstehenden Ansprüche 19 bis 22,
dadurch gekennzeichnet, daß der ausgehobene Raum mit festem Material gefüllt wird, nachdem der Bauteil im gewünschten Maße in den Grund eingesenkt wurde_β

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