NL1002893C2 - Baggerinrichting. - Google Patents

Description

Titel: Baggerinrichting

De onderhavige uitvinding heeft betrekking op een baggerinrichting. In watergebieden, zoals havens, bekkens en meren, worden vaste deeltjes meegenomen door de waterstroom en zinken dan op de bodem van het relatief stilstaande 5 gedeelte van het watergebied. Na verloop van tijd vormen de vaste deeltjes een dikke laag die niet meer verstoort wordt door verdere stromingsbewegingen. Een dergelijk watergebied kan ook worden onderworpen aan getijverkeer waarbij tijdens vloed deeltjes worden aangevoerd maar tijdens eb niet alle 10 deeltjes worden teruggevoerd zodat een aanslibbing plaatsvindt.

Het is bekend om een ploeg toe te passen ten einde het waterbed, het rivierbed, kanalen en havens te vereffenen en/of het niveau daarvan door het uitgraven van het 15 materiaal en het wegtransporteren daarvan te verminderen. De ploeg die de vorm van een brede dreglijn-emmer bezit wordt op de bodem of het bed van het watergebied gelaten en door het materiaal getrokken. Wanneer de ploeg gevuld is wordt deze vanaf het bed omhoog getrokken en naar een stortplaats 20 getransporteerd waar de inhoud daarvan wordt gestort.

Wanneer een dikke laag moet worden weggehaald moet de ploeg een aantal keren langs hetzelfde gebied worden getrokken.

De stortplaats is normaliter dieper gelegen dan het gebied dat uitgebaggerd moet worden. In het ideale geval is 25 de stortplaats niet slechts een dieper gelegen gebied in de nabijheid van de baggerplaats bijvoorbeeld een havenbekken, maar is ook in de nabijheid gelegen van een rivier. Deze rivier kan dan de sedimentdeeltjes opnemen en navolgend op de natuurlijke wijze afvoeren.

30 Andere werkwijzen die door vele havenautoriteiten zijn ontwikkeld tijdens de voortdurende strijd om een adequate diepte van de havens te handhaven, is het toepassen van emmer-, grijp-, lepel- of zuigbaggermolens. Dergelijke werktuigen, en in het bijzonder baggermolens zijn bijzonder 1002893 1002893 2 duur in gebruik en maken daarom de baggerwerkzaamheden kostbaar. Voorbeelden van dergelijke baggertechnieken zijn bekend uit FR-A-1.455.815, DE-A-4.117.441, EP-A-002.946, US-A-4.347.244, US-A-3.659.712 en NL-A-75.14881.

5 Het is eveneens bekend de sedimentlagen compleet af te breken en uiteen te drijven door het toepassen van sterke trilinrichtingen, of door het injecteren van water of een combinatie van water en lucht in het leem-, slib- of kleisediment. Een dergelijke werkwijze dringt het sediment 10 terug in suspensie met het water en rekent normaliter op de waterstroom om het sediment stroomafwaarts af te voeren naar een plaats waar het geen probleem zal vormen. Als alternatief kan water in het sediment worden geïnjecteerd teneinde een dichtheidsstroom te produceren die gebruikt kan worden om het 15 sediment naar de gewenste plaats te drijven.

Een groot nadeel van deze baggerwerkwijze is, dat deze werkwijze schadelijk kan zijn voor het leven in het watergebied, omdat deze werkwijze een grote onderwaterwolk van zwevende sedimenten produceert die bijvoorbeeld vissen en 20 andere waterdieren doet stikken. Bovendien is een probleem daarin gelegen, dat een eventuele neerslag van het sediment onvoorspelbaar is, hetgeen er toe kan leiden dat het sediment eenvoudigerwijs stroomafwaarts wordt afgevoerd en zich afzet in een bekken of haven waar het verdere problemen 25 veroorzaakt.

Een andere inrichting die wordt gebruikt voor het afvoeren van materiaal dat is gelegen op de bodem van een watergebied is bekend uit GB-A-2.016.560 en US-A-4.338.042. Deze documenten hebben echter betrekking op het trekken van 30 sleuven voor het aanbrengen van pijpen en dergelijke in plaats van op het uitbaggeren.

Vanuit een eerste oogpunt voorziet de onderhavige uitvinding in een werkwijze voor het uitbaggeren van 3 materiaal dat is gelegen op de bodem van een watergebied, omvattende het voortbewegen van een materiaal-aangrijpmiddel langs de grond om het materiaal uit te graven, waarbij het materiaal wordt losgewerkt door losmaakmiddelen voordat het 5 materiaal wordt uitgegraven, waarbij het loswerken plaatsvindt tijdens een eerste passage langs de bodem door het aangrijpmiddel en de losmaakmiddelen, en het materiaal wordt uitgegraven door het aangrijpmiddel tijdens een tweede dergelijke passage langs de grond.

10 Vanuit een tweede oogpunt voorziet de onderhavige uitvinding in een inrichting voor het uitbaggeren van materiaal dat op de grond van een watergebied is gelegen, waarbij de inrichting is voorzien van een aangrijpmiddel voor het materiaal dat langs de grond kan worden voortbewogen om 15 het materiaal uit te graven, waarbij de inrichting verder is voorzien van losmaakmiddelen om het materiaal los te maken voordat het uitgegraven wordt, waarbij de losmaakmiddelen achter het aangrijpmiddel zijn aangebracht om het materiaal los te maken.

20 Een voordeel van de onderhavige uitvinding is dat het materiaal-aangrijpmiddel, dat bij voorkeur de vorm van een ploeg bezit, in staat wordt gesteld makkelijker door het materiaal te worden gedreven omdat het materiaal van tevoren werd losgewerkt. Daardoor is een minder sterke 25 aandrijfeenheid vereist, hetgeen de kosten van het baggeren verlaagd. Als alternatief kunnen bestaande trekvaartuigen worden toegepast om grotere ploegen of andere aangrijpmiddelen te trekken.

De uitvinding is gebaseerd op het principe dat de 30 leem-, slib-, kleilagen intact blijven en slechts zachter worden gemaakt voor een eenvoudig weghalen door middel van een ploeg of een ander aangrijpmiddel. Het materiaal kan worden veranderd in een grondsoort met een lagere inwendige 4 wrijving. De sedimentsubstanties worden losgewerkt of zachter gemaakt in de richting van een meer vloeibare conditie, waardoor het eenvoudiger wordt om het materiaal samen te schappen omdat minder kracht wordt vereist. Dit is bijzonder 5 voordelig bij diepe sedimentlagen waar het gewicht van het water en het bovengelegen sediment het sediment heeft samengeperst en een vaste vorm heeft gegeven.

De losmaakmiddelen kunnen een vibrator of een haakvormige inrichting zijn, maar omvatten bij voorkeur een 10 inrichting die fluïdumstralen in de sedimentlaag leidt. Een dergelijke inrichting kan een aantal in zijwaartse richting op afstand gelegen spuitmondstukken omvatten. Bij voorkeur is dit vloeiend water maar het kan ook een waterluchtcombinatie zijn. Het uiteenvallen van de sedimentlagen kan worden 15 voorkomen door zorgvuldige regeling van de fluïdumtoevoer en de druk bij bijvoorbeeld de inspuitmondstukken. Het doel is de dichtheid van het materiaal op eenvoudige wijze te verminderen waardoor de afvoer door mechanische middelen eenvoudiger wordt gemaakt en waarbij de productie wordt 20 verhoogd.

Het losmaakmiddel is aangebracht om het materiaal los te werken achter het aangrijpmiddel met het gevolg dat tijdens het gebruik het materiaal wordt losgewerkt door het losmaakmiddel tijdens een eerste passage langs de grond door 25 middel van het aangrijpmiddel en het losmaakmiddel en wordt uitgegraven door het aangrijpmiddel tijdens een tweede dergelijke passage langs de grond. Vervolgens maakt het aangrijpmiddel de materiaallaag los die direct is gelegen onder de materiaallaag die net is uitgegraven door het 30 aangrijpmiddel tijdens een bijzondere passage. Het verdient dus de voorkeur dat het losmaakmiddel niet uitsteekt over de zijkanten van het aangrijpmiddel, waardoor niet alleen de stromingsweerstand gering wordt gehouden, maar waardoor ook 4a de waarschijnlijkheid van een beschadiging van het gereedschap door het raken van onderwaterpuin wordt verminderd.

De onderhavige uitvinding kan worden toegepast in 5 watergebieden met stilstaand of stromend water.

In een voorkeursuitvoeringsvorm is een rij watermondstukken aangebracht op de achterzijde van een ploeg. Deze mondstukken spuiten bij voorkeur onder druk staand water zodanig uit dat door een straalwerking het materiaal achter 10 de ploeg losgewerkt wordt wanneer de ploeg langs een gebied van grondmateriaal wordt geleid, waardoor de tweede en navolgende passage eenvoudiger wordt gemaakt, hetgeen de productie en de effectiviteit verhoogd. De straalwerking van deze voorkeursinrichting kan worden onderbroken wanneer het 15 sediment te zacht is en de productie niet wordt verhoogd door deze bewerking. De straalwerking is 5 naar beneden gericht in de richting van de watergrond of van het rivierbed of iets dergelijks, bij voorkeur via een reeks van mondstukken die aan het bodemgedeelte van een buis zijn aangebracht die is geplaatst op de achterzijde van de ploeg.

5 Bij voorkeur verlopen de mondstukken op een zelfde hoogte als de bodem van de ploeg om de beste invloed te kunnen uitoefenen. De lengte van de buis is bij voorkeur dezelfde als de breedte van de ploeg. De grootte, het aantal en de afstand tussen de mondstukken kan worden veranderd 10 afhankelijk bijvoorbeeld van de hardheid van het materiaal.

Bij voorkeur wordt het fluïdum onder druk gezet door middel van een pomp die is aangebracht aan boord van een vaartuig dat het aangrijpmiddel trekt. Bij een alternatieve uitvoeringsvorm kan de pomp zijn aangebracht op de ploeg en 15 water aantrekken vanaf nabij de materiaallaag die wordt uitgebaggerd. Andere werkwijzen om fluïdumstralen te produceren zijn denkbaar bijvoorbeeld door het aanbrengen van een aantal naar beneden gerichte rotorbladen die een waterstroom via een leischotopstelling omzetten in een reeks 20 waterstralen.

Wanneer wordt gebaggerd volgens een voorkeurswerkwijze van de onderhavige uitvinding is het beter de straalwerking niet toe te passen tijdens de laatste passage. Een voorkeurswerkwijze voor het baggeren wordt verkregen door 25 het baansgewijs en laag bij laag afvoeren van de grond, waarbij de laagdikte is gerelateerd aan de grootte van de ploeg of aan andere afhaalmiddelen, en aan de sterkte van het materiaal.

Bij voorkeur wordt het aangrijpmiddel langs de grond in 30 de richting van een opslaggebied bewogen. Bij deze werkwijze kan elke navolgende passage dezelfde route volgen en kan een overstroming van het al uitgegraven gebied door het sediment worden voorkomen. Bij bijvoorbeeld een havenbekken dat nabij een dieper gelegen watergebied is gelegen kan met het 35 baggeren worden begonnen op een positie die op afstand is gelegen van de opening van het havenbekken en kan worden 1002893 6 voortgezet langs een weggedeelte dat gericht is naar de opening van het bekken.

Het sediment (de uitgegraven grond) wordt weggenomen van de bekkengrond, getransporteerd en kan bijvoorbeeld 5 worden afgevoerd naar een rivier waar het sediment wordt meegenomen door het stromende rivierwater. Bij sommige havenbekkens kan het verstandig en meer gewenst zijn het materiaal niet in een rivier te plaatsen maar het sediment de uitgegraven grond op een andere wijze te lossen 10 bijvoorbeeld in een holte of put in de bodem van het gebied dat wordt bewerkt. Dan kan het mondstuk van een zuigbuis worden geplaatst in deze holte of put om het uitgegraven materiaal aan te zuigen dat vervolgens wordt weggetransporteerd naar een elders gelegen opslag. Bij een 15 alternatieve werkwijze kan het sediment sterk worden verdund door het toevoegen van extra water en worden gepompt in een rivier om door de stroming te worden afgevoerd. Op deze wijze zullen de sedimentdeeltjes worden opgenomen in de bovenste waterlagen en in de zee worden gelost. De 20 mogelijkheid van het opnieuw neerzetten in de rivier is dan gering.

Een aantal voorkeursuitvoeringsvormen van de onderhavige uitvinding zullen nu bij wijze van voorbeeld worden beschreven aan de hand van de tekening, hierin toont: 25 fig. 1 een bovenaanzicht van een gebied dat uitgebaggerd wordt met een in de nabijheid daarvan gelegen opslaggebied; fig. 2 een aanzicht in dwarsdoorsnede langs de lijn A-A uit figuur 1 met de toepassing van een 30 voorkeursuitvoeringsvorm; fig. 3 een aanzicht op vergrootte schaal van de voorkeursinrichting uit figuur 2; fig. 4 een bovenaanzicht van de voorkeursinrichting uit figuur 3; 35 fig. 5 een aanzicht in perspectief van een voorkeursuitvoeringsvorm die een ploeg omvat waarop een de voorkeur genietend water-inspuitsysteem is aangebracht; en o 0 ? 8 9 3 7 fig. 6 een zijaanzicht van een andere uitvoeringsvorm die een ploeg omvat waarbij de waterstraal-mondstukken van het water-inspuitsysteem op afstand zijn gelegen van de bodem van de ploeg.

5 Figuur 1 toont een opslaggebied 16 als ook een gebied 17 dat bewerkt wordt (het hoger gelegen gebied). Het hoger gelegen gebied is, in bovenaanzicht, opgedeeld in evenwijdige ten opzichte van elkaar verlopende banen dat wil zeggen A, B, C, D, E, F en G. De breedte van de banen is 10 afhankelijk van de breedte van een ploeg 3. De ploeg 3 bezit de vorm van een brede dreklijn-emmer (zie figuur 5) en wordt in hoofdzaak op dezelfde wijze bediend, zij het onder water.

Figuur 2 toont de lagen die worden afgevoerd dat wil zeggen 10, 11, 12 en 13. De dikte van de lagen is 15 afhankelijk van de grootte van de ploeg en de hardheid van het sediment.

Wanneer de bovenste laag 13 wordt afgevoerd door de ploeg 3 worden waterstralen in werking gesteld teneinde het materiaal van de daaronder gelegen laag 12 los te werken.

20 Dit proces wordt herhaald voor de daaronder gelegen lagen 11 en 10 bij de navolgende passages. Het water voor de waterstralen 8 wordt door de mondstukken 9 gedrukt die bevestigd zijn op de bodem van een verbindingsbuis 7 die is aangebracht op het achtergedeelte van de ploeg 3, die in het 25 algemeen op gelijke hoogte met de bodem is gelegen of voor een maximaal effect in het materiaalbed is gedrukt. Bij sommige sedimentsoorten kan het voordelig zijn dat de verbindingsbuis op een hogere positie is aangebracht, zodat de stralen 8 op afstand van het bed worden opgewekt hetgeen 30 minder stoornis zou produceren. Dit is getoond in figuur 6. De mondstukken 9 strekken zich bij voorkeur verticaal in neerwaartse richting uit. Het water kan onder druk worden gezet door middel van een geschikte pomp 15 die is geplaatst op de boot 1, waarbij de pomp 15 water naar de mondstukken 9 35 pompt via een flexibele buis 6.

De ploeg 3 wordt omhoog en neergelaten door middel van een hijsdraad 4 die wordt geleid langs een hijsframe 2. De v j c 8 9 3 8 draad 5 is de trekdraad. De trekdraad 5 en de hijsdraad 4 kunnen worden verstevigd door het toepassen van stalen balken die de ploeg stabieler op het bed houden.

Het samenstel is bovendien aangebracht op een sleepboot 5 of een ponton. Het laatstgenoemde kan zelfvarend zijn of het kan getrokken of geduwd worden door een sleepboot. De sleepboot en de ploeg varen in de door een pijl aangeduide richting 14.

De ploeg 3 met in werking gestelde stralen 8 wordt op 10 de vereiste diepte in richting 14 getrokken totdat de ploeg gevuld is met uitgegraven grond, op dat moment wordt de ploeg op afstand van het bed geheven door de hijsdraad 4 en wordt naar de grondopslag 16 getransporteerd waar de grond wordt gedumpt. Deze handelingen worden herhaald totdat de 15 vereiste diepte wordt verkregen over het gehele gebied.

Het watervolume en de grootte van de druk die worden toegepast bij het achterste bodemuiteinde van de ploeg 3 zijn afhankelijk van vele factoren zoals de materiaalsoort die moet worden behandeld, de dichtheid daarvan, en de 20 diepte van het water.

De mondstukken 9 zijn uitwisselbaar, dat wil zeggen verschillende maten kunnen worden toe gepast en de mondstukken kunnen worden afgesloten afhankelijk van de toestand van het sediment.

25 Wanneer de ploeg 3 met de daarop bevestigde buis 7 wordt neergelaten op het bed en water wordt gespoten in de leem-, slib- of kleilaag, zullen de laag(en) expanderen afhankelijk van de watertoevoer en de inwendige wrijving tussen de deeltjes zal worden verminderd voor een eenvoudige 30 navolgende afvoer door de ploeg 3.

Het zal dus duidelijk zijn dat bij de bovenbeschreven voorkeursuitvoeringsvorm de waterstralen het mogelijk maken dat het materiaal van het rivierbed, de zeegrond of dergelijke zeer eenvoudig en controleerbaar losgemaakt 35 worden zonder een grote sedimentwolk te produceren. Het is niet de bedoeling het sediment los te maken tot een omvang waarbij het sediment opnieuw door het water wordt vervoerd 1002893 9 en dispergeerd maar slechts de inwendige wrijving van het materiaal te verminderen zodat het materiaal gemakkelijker kan worden uitgegraven door het aangrijporgaan. Daarom moeten de losmaakmiddelen het materiaal slechts losmaken en 5 moeten niet zo sterk zijn als die inrichtingen die de sedimentlagen geheel gaan disintegreren en dispergeren.

Op deze wijze wordt ten minste bij het weergegeven uitvoeringsvoorbeeld van de onderhavige uitvinding voorzien in een eenvoudige en in vergelijking goedkope werkwijze voor 10 het verwijderen van sediment bestaande uit leem, slib, klei en zand.

1 0 o 2 8 9 3

Claims (10)

1002893 10

1. Werkwijze voor het uitbaggeren van materiaal dat is gelegen op de bodem van een watergebied, omvattende het voortbewegen van een materiaal-aangrijpmiddel langs de grond om het materiaal uit te graven, met het kenmerk, dat het 5 materiaal wordt losgewerkt door losmaakmiddelen voordat het materiaal wordt uitgegraven, waarbij het loswerken plaatsvindt tijdens een eerste passage langs de bodem door het aangrijpmiddel en de losmaakmiddelen, en het materiaal wordt uitgegraven door het aangrijpmiddel tijdens een tweede 10 dergelijke passage langs de grond.

2. Werkwijze volgens conclusie 1, met het kenmerk, dat het materiaal wordt losgemaakt door het leiden van fluïdum in het materiaal.

3. Werkwijze volgens conclusie 1 of 2, met het kenmerk, 15 dat het losgemaakte materiaal wordt uitgegraven door een ploeg.

4. Werkwijze volgens één der voorgaande conclusies, met het kenmerk, dat het aangrijpmiddel langs de bodem wordt voortbewogen in de richting van een opslaggebied.

5. Inrichting voor het uitbaggeren van materiaal dat op de grond van een watergebied is gelegen, waarbij de inrichting is voorzien van een aangrijpmiddel voor het materiaal dat langs de grond kan worden voortbewogen om het materiaal uit te graven, met het kenmerk, dat de inrichting 25 verder is voorzien van losmaakmiddelen om het materiaal los te maken voordat het uitgegraven wordt, waarbij de losmaakmiddelen achter het aangrijpmiddel zijn aangebracht om het materiaal los te maken.

6. Inrichting volgens conclusie 5, met het kenmerk, dat 30 de losmaakmiddelen een inrichting omvatten voor het leiden van een fluïdum in het materiaal.

7. Inrichting volgens conclusie 6, met het kenmerk, dat de inrichting een aantal zijdelings op afstand ten opzichte van elkaar gelegen mondstukken omvat. 11

8. Inrichting volgens één der conclusies 5, 6 of 7, met het kenmerk, dat het aangrijpmiddel een ploeg omvat.

9. Werkwijze die in hoofdzaak overeenkomt met de bovenbeschreven werkwijze onder verwijzing naar de figuren 5 2-6.

10. Inrichting die in hoofdzaak overeenkomt met de bovenbeschreven inrichting onder verwijzing naar de figuren 2-6.