用于包封及倾倒大量材料的自闭合片材的制作方法

本发明涉及片材，该片材要被相对于开体驳船放置且用于在要被倾倒的大量材料被释放时包封大量材料，片材包括材料容纳部分和从材料容纳部分的至少两个相对侧部延伸的无材料部分。本发明还涉及借助于片材包封大量材料的方法。

背景技术：

疏浚——从诸如河流和海洋之类的水体下方挖掘材料比如土壤、沙子、黏土、切屑(slit)和/或岩石的沉积物——是较大的全球性行业，疏浚使得海洋建造项目成为可能，并且为大部分的世界沙料消耗提供供给。

该行业重复利用其每年挖掘的90亿立方米物质的较大部分以用于建造目的、沿海补给或填埋。然而，并非所有材料都适合。年疏浚量的大约22％至25％包含疏浚弃土和细小沉积物，这些细小沉积物需要处理，这是因为细小沉积物的较小颗粒尺寸使细小沉积物不能用于实际用途。因此，替代地，细小沉积物被倾倒在海上，在海上细小沉积物可能扰乱水生生态系统且通常具有不利的长期影响，这是因为倾倒的沉积物可能在水体中保留达半年之久，在水体中倾倒的沉积物可能杀死较小生物并且在某些情况下导致脱氧。

由于海洋倾倒的潜在危害，疏浚行业正面临越来越高的倾倒成本，这是因为环境费用上涨以及在挖掘地点附近寻找合适的倾倒地点的难度增加。因此已采取措施以使由倾倒造成的沉积物污染减到最少。WO10116013公开了例如包括容纳大量材料的土工织物隔离袋的开底驳船，该土工织物隔离袋在一定程度上防止倾倒时材料散开。但是由于土工织物袋不对材料进行包封，因此一些沉积物污染仍可能发生。

替代性地，WO9729247公开了由纺织物构成的已知柔性容器的示例，该柔性容器用于经由可闭合的填充开口接纳松散或轻微粘着的材料，以便形成用于在选定位置处沉积的块体，其中柔性容器在倾倒块体之前被密封。用于密封柔性容器的已知操作的缺点在于这些操作相当耗时。

另一方面，雇佣疏浚公司的开发商和承包商遭遇较高的原材料成本，这是因为诸如岩石、砾石和沙子之类的原材料的价格由于某些地区中对这些资源需求和这些资源的消耗而上涨。与此同时，疏浚公司每年通常在建造地点附近倾倒超过20亿立方米的沉积物。

因此，期望以容易且经济有效的方式防止倾倒的沉积物在整个水体中扩散，并且由此减轻对已经负担沉重的全球海洋环境的压力。此外，还期望提供一种通过连接分离的市场来增加对疏浚材料、即疏浚废弃物和建造资源的利用的方法。

技术实现要素：

本文公开的是一种片材，该片材能够相对于开体驳船放置并且构造成用于在要被倾倒的大量材料被释放时包封大量材料，片材包括材料容纳部分和从材料容纳部分的至少两个相对侧部延伸的至少一个无材料部分，其中，沉浸的片材包封大量材料并且包括包封体和自闭合部分，该包封体由材料容纳部分包封，自闭合部分是无材料部分的至少一部分，包封体和自闭合部分均从组装点延伸，其中，自闭合部分的闭合长度对应于包封体的围绕长度的至少5％，围绕长度从组装点延伸至组装点。

片材可以构造成用于在片材包封大量材料之前从开体驳船被释放，使得片材在沉浸时包括由材料容纳部分和自闭合部分包封的包封体，其中，自闭合部分可以至少是无材料部分的一部分。

围绕长度可以定义为在片材围绕要被包封的物体时片材的从组装点至组装点的长度。

自闭合部分可以至少是从组装点朝向片材的自由端部延伸的闭合长度的一部分。片材的自由端部可以是无材料部分的自由边缘。

自闭合部分的闭合长度可以在包封体的围绕长度的5％——即二十分之一——与两倍之间，更优选地该闭合长度可以在包封体的围绕长度的四分之一与一又二分之一倍之间。

在此，片材可以构造成用于在片材包封大量材料之前和/或在不预先闭合和/或不预先密封片材的情况下从开体驳船被释放。这可以消除对在片材已经被布置在开体驳船上之后处理片材的需求。

片材的材料容纳部分可以布置成使得材料容纳部分邻接开体驳船的内侧表面或外侧表面，即，材料容纳部分的外侧表面可以布置成使得材料容纳部分邻接开体驳船的内侧表面、或者材料容纳部分的内侧表面可以布置成使得材料容纳部分邻接开体驳船的外侧表面。

材料容纳部分和片材整体可以包括中心线，该中心线构造成沿着开体驳船的底部中的中心线布置。开体驳船的中心线可以平行于开体驳船的侧部、即左舷和右舷，并且可以放置在两侧部之间的中间。材料容纳部分和片材整体的中心线可以将材料容纳部分和片材分成两个相对的侧部。片材还可以包括与上面限定的中心线垂直的另一中心线，所述另一中心线也将片材分成两个相对的部分。

材料容纳部分可以在片材被布置在开体驳船中或开体驳船上之后被定尺寸。此外，材料容纳部分还可以形成为配装到片材要被布置在其中或其上的开体驳船中的袋或类似物。

在实施方式中，无材料部分可以包括从材料容纳部分的至少两个相对侧部延伸的至少两个无材料部分，而这些相对侧部各自从片材的中心线中的一个中心线延伸。所述两个无材料部分可以从材料容纳部分的侧部延伸且沿着开体驳船的侧部、即左舷和右舷布置。在材料容纳部分的相对侧中的每一侧的无材料部分可以从材料容纳部分延伸近似相同的长度、或者可以布置成从材料容纳部分延伸近似相同的长度。在材料容纳部分的相对侧中的每一侧的无材料部分可以从材料容纳部分延伸不同的长度、或者可以布置成从材料容纳部分延伸不同的长度。

替代性地，所述至少一个无材料部分可以包括从材料容纳部分的边缘的整个圆周延伸的一个无材料部分，其中，无材料部分的至少两个相对侧部可以近似从材料容纳部分延伸近似相同的长度、或者可以布置成从材料容纳部分延伸近似相同的长度。

无材料部分可以沿着材料容纳部分的整个侧部延伸和/或沿着材料容纳部分的侧部的一部分延伸。无材料部分可以是材料容纳部分的边缘部分或者是附接至材料容纳部分的附加的边缘部分。

当大量材料从开体驳船被释放并且大量材料的重量开始使片材朝向海床下沉时，片材可以是下述意义上的自闭合片材：片材的材料容纳部分在大量材料周围被推压从而形成包封体和尾部、即包括从材料容纳部分的至少相对侧部延伸的邻接的无材料部分的自闭合部分。这可以通过在下沉的片材周围产生的水压来实现，而不需要应用用于闭合和/或密封片材的任何其他装置。包封体与自闭合部分之间的组装点同样可以在包封大量材料的片材下沉期间形成。

包封体的围绕长度可以定义为从片材的一个侧部与片材的相对侧部在组装点中相遇处开始的长度。

自闭合部分可以至少包括所述一个或更多个无材料部分或所述一个或更多个无材料部分的一部分。自闭合部分可以从组装点且朝向水表面延伸。

包封大量材料的优点在于，在倾倒材料时防止材料在水表面与湖泊、河流等的底部或海床之间水体中扩散。

由于在下沉的片材周围产生的压力场使片材的无材料部分邻接，自闭合原理是可行的。这是因为压力场从片材内吸出水并且由此几乎瞬间将片材的无材料部分朝向彼此推压。当包封体到达海床时，片材可能保持闭合、部分打开或完全打开，在片材部分打开或完全打开情况下，可以使沉积物能够在海床上扩散。

要被倾倒的材料可以是基本上松散的、可悬浮的和/或粘着的材料，例如，土壤、沙子、黏土、切屑、岩石或其他地面材料的沉积物。

开体驳船是指构造成用于通过分开船体或打开底部部分、比如布置在驳船、船舶、轮船等的船体中的一个或更多个闸门或翻转门来倾倒大量材料的任何驳船、船舶或轮船。

开体驳船可以包括多于一个隔室，其中，每个隔室均构造成用以保持片材。

支承元件可以布置在开体驳船上以用于在片材布置在开体驳船上时以及在用材料填充开体驳船期间支承片材的无材料部分。支承元件可以是沿着开体驳船的边缘布置的一个或多个机架。支承元件可以构造成用于将片材的无材料部分保持在开体驳船的外侧表面或内侧表面上。

在一个或更多个实施方式中，片材还包括机械密封件和/或化学密封件。机械密封件和/或化学密封件可以被添加至片材以用于在片材自闭合的同时使片材自密封。

机械密封件和/或化学密封件可以被添加至片材以便能够控制何时可以允许沉积物在海床上扩散。替代性地，在经包封的材料要被用作临时建筑砌块的情况下，机械密封件和/或化学密封件可以被添加至片材。片材可以适用于包括近似正方形建筑砌块和近似矩形建筑砌块在内的任何形状。建筑砌块可以有利地在建造地点处被倾倒以用于在疏浚地点附近重新筑堤。

机械密封件和/或化学密封件可以至少布置在片材的自闭合部分中并且至少布置在片材的内侧表面上。这是因为在包封大量材料的片材下沉期间自闭合部分的内侧表面相邻接。

替代性地，机械密封件和/或化学密封件可以附接在片材的内侧表面和外侧表面两者上。机械密封件和/或化学密封件可以在片材的相对侧部中的一个或两个侧部中附接在片材的外侧表面上。这可以允许：大量材料可以被片材包封并且在从开体驳船释放包封大量材料的片材之前被密封。

由此，机械密封件和/或化学密封件可以构造成用于在打开开体驳船之前或之后被接合。在一个或更多个实施方式中，机械密封件包括钩环紧固件或蘑菇状紧固件。钩环紧固件可以是被称为的钩环紧固件。蘑菇状紧固件可以例如是被称为的蘑菇状钩式紧固件。钩环紧固件或蘑菇状紧固件可以至少附接在片材的自闭合部分的内侧表面上。附加地，钩环紧固件或蘑菇状紧固件可以在片材的相对侧部中的一个或两个侧部中附接在片材的外侧表面上。

替代性地，机械密封件可以包括布置在条带上的至少一个保持倒钩，其中，条带可以附接至开体驳船。条带可以在片材的自闭合部分周围被拉紧并且在经包封的大量材料下沉时接合倒钩。当条带在开体驳船与下沉的经包封的大量材料之间完全伸展时，条带可以在弱连结部或类似物中断裂或断开(snap-off)。

在一个或更多个实施方式中，化学密封件包含粘合剂。化学密封件可以是具有被称为的粘合剂的蘑菇状紧固件。粘合剂可以至少施加至片材的自闭合部分的内侧表面。附加地，粘合剂可以在片材的相对侧部中的一个或两个侧部中施加在片材的外侧表面上。

在一个或更多个实施方式中，片材还包括用于将片材附接至开体驳船的至少一个安装元件，其中，安装元件构造成由于下沉的包封大量材料的片材的重量而脱离。

片材可以借助于安装释放系统安装至开体驳船，该安装释放系统用于将片材安装至开体驳船以及将片材从开体驳船释放。安装释放系统可以包括对应的安装元件，其中，安装元件由于下沉的包封大量材料的片材的重量而与对应的安装元件脱离。

安装元件可以是片材上或片材中的适于用于使片材展开以及将片材布置在开体驳船上和/或将片材直接或间接地附接至开体驳船的任何元件。安装元件可以用于将片材的边缘附接至开体驳船的上边缘或侧部。

在开体驳船打开之后并且在随着片材上的材料的重量将片材推入水中片材从片材的中心线或中心点至片材的边缘完全伸展时，片材可以从开体驳船被释放。这可能是优点，这是因为片材的边缘的安装可以有助于片材在片材进入水中时完全伸展，使得组装点和自闭合部分的形成可以变得更有效率。此外，这与自闭合概念一起可以使经包封的材料的倾倒变得快速且容易，而不需要用于预闭合和/或预密封片材的任何人力。

在一个或更多个实施方式中，安装元件包括条带和断开元件。对应的安装元件可以是直接或间接地附接至开体驳船的钩。钩可以是常规的开放式载荷承载钩和/或闭合式载荷承载钩。

在一个或更多个实施方式中，断开元件包括沿着条带的构造成用于断裂的弱连结部。弱连结部可以由于下沉的包封大量材料的片材的重量而断裂。

在一个或更多个实施方式中，断开元件包括断开钮。断开钮可以沿着条带的长度放置，使得条带在断开钮脱开时分成两部分。或者，断开钮可以放置在条带的端部中的一个端部中。

对于技术人员而言明显的是，附加地，机械密封件和/或化学密封件可以用作安装元件，并且附加地，安装元件可以用作机械密封件和/或化学密封件。

在一个或更多个实施方式中，安装元件和/或机械密封件包括磁体。

一个或更多个磁性带和/或多个磁体可以附接在片材的自闭合部分上、或片材的自闭合部分中。由于开体驳船可以由钢制成，因此磁体可以适于将片材以可释放的方式附接至开体驳船，而磁体优选地至少布置在片材的边缘中。替代性地或同时地，磁体可以适于获得片材的自闭合部分的自密封，而磁体可以布置在边缘部分中和/或使得磁体基本上覆盖片材的自闭合部分。磁体可以适于在打开开体驳船之前以及打开开体驳船之后对片材进行密封。

替代性地，安装元件可以包括不具有断开元件的条带，并且绳可以包括具有释放机构的卡钩，而卡钩可以在一个端部固定至绳并且在另一端部以可释放的方式附接至条带。释放机构可以通过以与下沉的包封大量材料的片材的重量对应的一定重量进行拉动而被诱导。

在一个或更多个实施方式中，片材由可降解材料制成。可降解材料的类型的选择可以基于何时可以允许大量材料沿着海床扩散。

可降解材料可以是生物可降解材料。生物可降解材料可以是基于纤维的土工织物。基于纤维的土工织物可以由椰子纤维或黄麻制成。由椰子纤维或黄麻制成的土工织物对于完全可降解的片材而言可能是理想的。土工织物可以在水溶性生物聚合物中进行表面处理，从而确保土工织物在几年之后降解。

在一个或更多个实施方式中，片材由永久性材料制成。在经包封的材料要被用作建筑砌块的情况下，可以使用永久性材料。永久性材料可以是聚丙烯和/或聚醋酸酯(polyacetate)。

在经包封的大量材料用作建筑砌块、例如用作堤坝、码头、岸边加固物、防波堤或防浪堤的芯部或基部的建筑砌块、用于填充水道床或类似物中的洞或沟的建筑砌块的情况下，片材可以由永久性材料制成。

在一个或更多个实施方式中，片材的自闭合部分由与剩余片材不同的材料制成。用于自闭合部分的材料可以具有比用于剩余片材的材料低的强度，而剩余片材至少包括片材的材料容纳部分。

在一个或更多个实施方式中，片材可以包括构造成用于附接至开体驳船的外片材，使得如上面描述的片材构成构造成用于与大量材料接触的内片材。

外片材可以构造成用于在一侧与开体驳船直接接触并且在另一侧与内片材直接接触，并且内片材可以构造成用于在一侧与外片材直接接触并且在另一侧与大量材料直接接触。即，内片材和外片材可以沿着开体驳船的内侧表面布置。内片材的构造成用于与外片材接触的表面可以包括较低摩擦表面，即可以是滑的。

外片材可以借助于一个或更多个线材沿着外片材的边缘或边缘的一部分附接至开体驳船，所述一个或更多个线材在一个端部附接至开体驳船并且在另一端部附接至外片材。线材可以钩挂至开体驳船和/或钩挂至外片材。

当使用包括内片材和外片材的片材时，大量材料可以放置在内片材和外片材两者上且与内片材直接接触。当开体驳船打开时，大量材料开始沉入开体驳船下方的水中。在某一点——该点由所述一个或更多个线材的长度确定——线材被拉紧，从而导致内片材从外片材滑落。内片材继续朝向海床下沉，而外片材将悬挂在线材上并且可以被向上拉回到开体驳船中。

内片材的材料容纳部分可以构造成当被放置在开体驳船中时被折叠，例如以Z字形的方式被折叠。内片材的沿着开体驳船的内侧表面布置的折叠部分可以有助于内片材的一定程度的可延伸性。所提供的内片材的过量材料可以在大量材料沉浸期间展开。内片材的已展开的过量材料可以提供内片材的自闭合部分的可延伸性。

外片材可以构造成承受在开体驳船正被打开时大量材料挤过开体驳船时在片材中/片材上产生的峰值力。外片材可以构造成保护内片材免于被尖锐或粗糙的表面和/或边缘、或者开体驳船中/开体驳船上的其他不规则部撕裂。外片材可以是片材或类似物。内片材可以构造成承受在朝向海床下降期间施加在片材上的力。由此，内片材可以由比仅使用一个片材时具有更低强度的材料制成。

制造片材的成本与对材料强度的需求有关。使用包括内片材和外片材的片材的优点在于，可以构造成用于单次使用的内片材可能需要相对较低的材料强度并且由此具有相对较低的制造成本。需要较高材料强度并由此需要较高制造成本的外片材可以是可重复使用的。

本文进一步公开的是借助于如上面描述的片材包封大量材料的方法，该方法包括：将片材布置在开体驳船中或开体驳船下面，用大量材料填充片材或开体驳船，打开开体驳船使得大量材料的重量开始使片材朝向海床下沉，包封大量材料，之后借助于在下沉的片材周围产生的水压引导片材以形成组装点，并且进行自闭合部分的自闭合。

由此，打开开体驳船的步骤可以在片材可以围绕大量材料闭合以及可选地进行密封之前完成。

在片材利用安装元件安装至开体驳船的情况下，使安装元件脱离的步骤可以在打开开体驳船的步骤与包封大量材料的步骤之间完成。

在一个或更多个实施方式中，其中，片材包括机械密封件和/或化学密封件，该方法还包括在进行自闭合部分的自闭合的同时进行机械密封和/或化学密封。

在一个或更多个实施方式中，其中，片材包括外片材，使得如上面描述的片材构成内片材，该方法还包括将外片材取回至开体驳船。

外片材可以借助于一个或更多个线材沿着外片材的边缘或边缘的一部分附接至开体驳船，所述一个或更多个线材在一个端部附接至开体驳船并且在另一端部附接至外片材。线材可以钩挂至开体驳船和/或钩挂至外片材。

外片材可以通过将外片材拉回到开体驳船中而被取回。外片材可以在使开体驳船闭合之前被取回至开体驳船或拉回到开体驳船中。

本文进一步公开的是借助于如上面描述的片材包封大量材料的方法，该方法包括：将片材布置在开体驳船中，用大量材料填充片材，包封大量材料，进行机械密封和/或化学密封，以及打开开体驳船，从而释放经包封的大量材料，经包封大量材料朝向海床下沉。

在片材利用安装元件安装至开体驳船的情况下，使安装元件脱离的步骤可以在填充片材的步骤与包封大量材料的步骤之间完成。

这种方法在非常浅的深度上——在非常浅的深度上自闭合效应可能不具有正常工作的合适条件——进行倾倒时可能特别有用。

在一个或更多个实施方式中，其中，片材包括外片材，使得如上面描述的片材构成内片材，该方法还包括将外片材取回至开体驳船。

外片材可以借助于一个或更多个线材沿着外片材的边缘或边缘的一部分附接至开体驳船，所述一个或更多个线材在一个端部附接至开体驳船并且在另一端部附接至外片材。线材可以钩挂至开体驳船和/或钩挂至外片材。

外片材可以通过将外片材拉回到开体驳船中而被取回。外片材可以在使开体驳船闭合之前被取回至开体驳船或拉回到开体驳船中。

附图说明

现在将参照附图仅以示例的方式对本发明的不同实施方式进行如下描述：

图1示意性地示出了根据本发明的具有自闭合部分且根据自闭合概念起作用的片材的截面图；

图2示意性地示出了根据本发明的布置在开体驳船上的片材的截面图；

图3A和图3B示意性地示出了根据本发明的片材与开体驳船的脱离；以及

图4示意性地示出了根据本发明的用于密封片材的不同实施方式的使用；

图5示意性地示出了根据本发明的包括内片材和外片材的片材的截面图。

具体实施方式

图1示意性地示出了根据本发明的具有自闭合部分22且根据自闭合概念起作用的片材1，同时自闭合概念以如下方式起作用：

首先，片材1被布置在开体驳船100上或开体驳船100中，并且片材的材料容纳部分4填充有大量材料101。片材的中心线可以近似地依循开体驳船的中心线106。片材的无材料部分3沿着开体驳船的边缘由支承元件(未示出)保持。在目前图示的实施方式中且如图2中所示，片材的材料容纳部分沿着开体驳船的内侧表面103布置，并且无材料部分沿着开体驳船的外侧表面104由支承元件102保持。替代性地，片材可以沿着开体驳船的外侧表面104布置。无材料部分3可以以Z字形的方式折叠。

接着，开体驳船100打开，并且大量材料101的重量将片材1推入水中。随着片材和大量材料朝向海床下沉，片材周围的水压包封大量材料，形成包封体20，并且使无材料部分3聚集成跟随下沉的经包封的大量材料的尾部。在目前图示的实施方式中，尾部始于组装点21处并且朝向水表面延伸，同时尾部构成从组装点延伸远离包封体的自闭合部分22。

由于在沉浸期间包封体20可以变换成不同形式，因此在沉浸期间组装点可以移动并且自闭合部分的闭合长度可以变化。此外，闭合长度、即自闭合部分的从组装点至片材的相对侧部中的至少一个侧部的边缘的长度、以及由此片材的至少两个相对侧部的组装点的形成可能也取决于大量材料的密度以及大量材料的体积，这是因为在开体驳船打开并且大量材料被释放时开体驳船可能未被完全填充或甚至仅填充一半从而导致了较长的闭合长度。

图3A和图3B示意性地示出了根据本发明的片材1与开体驳船100的脱离。在目前图示的实施方式中，安装元件5包括布置在片材的无材料部分3的边缘2上的磁体。

在开体驳船100已经打开并且片材1和大量材料(未示出)朝向海床下沉之后，片材可以如目前图示的实施方式中那样沿着开体驳船的内侧表面被拖曳(参见图1)，从而在片材完全伸展时使安装元件5脱离。

安装元件5可以与开体驳船100直接接合或者与布置在开体驳船上或支承元件102上的对应安装元件105直接接合。

图4示意性地示出了根据本发明的用于密封片材1的不同实施方式的使用。

片材可以至少在片材的自闭合部分22中包括机械密封件10或化学密封件。在目前图示的实施方式中，示出了片材可以如何在片材的内侧表面103上包括钩环紧固件11和/或蘑菇状紧固件12。

图5示意性地示出了根据本发明的包括外片材1a的片材1，其中片材1构成内片材1b。在目前图示的实施方式中，内片材的材料容纳部分4和外片材沿着开体驳船100的内侧表面103布置，并且内片材的无材料部分3沿着开体驳船的外侧表面104由支承元件(未示出)保持。无材料部分3可以以Z字形的方式折叠。替代性地，外片材和/或内片材可以沿着开体驳船的外侧表面布置。一个或更多个线材30(由点画线图示)在一个端部附接至开体驳船并且在另一端部附接至外片材。

自闭合概念以如上面描述的方式起作用，此外，当开体驳船100打开并且大量材料101的重量将外片材1a和内片材1b推入水中时，线材30被拉紧，从而导致内片材从外片材滑落。内片材继续朝向海床下沉，而外片材将悬挂在线材上，直到外片材被向上拉回到开体驳船上。随着内片材1b和大量材料101朝向海床下沉，片材周围的水压包封大量材料从而形成包封体(未示出)，并且使无材料部分3聚集成跟随下沉的经包封的大量材料的尾部。