I Wiertsema 8c Partners

Transcriptie

1 Wiertsema 8c Partners R A A D G E V E N D N G E N E U R S Raadgevend ngenieursbureau Wiertsema S Partners bv Feithspark 6, 9356 BZ Tolbert Postbus 27, 9356 ZG Tolbert Tel.: Fax: info@wiertsema.nl nternet: Geotechnische an Verdieping Zandwinplas Beuningseplas te Beuningen VN ļ 17 oktober 2014

2 Wiertsema 8z Partners NGENEURS Raadgevend ngenieursbureau Wiertsema Sr Partners bv Feithspark 6, 9356 BZ Tolbert Postbus 27, 9356 ZG Tolbert Tel.: Fax: nternet: Onderwerp: Projectnummer: Opdrachtgever: Nr. opdrachtgever: Datum: Verdieping Zandwinplas Beuningseplas te Beuningen VN Boskalis 8i MNO vervat Wegen en infrastructuur Pondweg PK Nieuw Vennep 17 oktober 2014 Versie Datum Omschrijving wijziging Concept versie Definitief rev Definitief - rev03, tekstuele aanpassingen Definitiefj*ev04, aanpassing figuur DefinitieLrev05, aanpassing verwijzing figuur 8.2, nummering hoofdstuk 9 nterne controle door ing. R. Barth Opgesteld door: Handtekening: ing R. Meinsma 1 ing. R. Barth Documentnummer R31511 Status: Definitief rev05 Vrijgegeven door: ing. R. Meinsma Wiertsema ŵ Partners m NGENEURS Blad 2 van 412

3 nhoudsopgave blad 1 nleiding Locatie 5 2 Referenties Aanleiding en doel Leeswijzer Projectgegevens nleiding Zandwinning Beuningse Plas Grondonderzoek Bodemopbouw Grondwaterstanden Geotechnische parameters Zandlagen 14 6 Uitgangspunten Grondgegevens Waterstand Taluds Windiepte Methode van zandwinning Overige uitgangspunten 16 7 Analyse taludstabiliteit nleiding Statische stabiliteit Verweking 19 8 Taludstabiliteit tijdens het winnen nleiding Beheerst bressen Taludontwikkeling Herbeoordeling faalmechanisme zettingsvloeiing Winmethodîek Peilfrequentie « Risicobeschouwing nleiding Faalmechanismen, Beschouwing Conclusies 39 Wiertsema ŵ Partners NGENEURS van 412

4 blad 4 Bijlagen: 1 Situatietekening boringen en sonderingen 2 Resultaat D geostability berekening 3 Sonderingen inclusief Baldi correlatie Fugro en Wiertsema 8t Partners 4 Boringen en korrelverdelingen Fugro 5 Boringen en korrelverdelingen Wiertsema ä Partners Wiertsema &C Partners NGENEUSS Blad 4 van 412

5 blad 5 1 nleiding Op 6 mei 2014 ontving Wiertsema 8i Partners B,V. te Tolbert van Boskalis 8i MNO vervat wegen een infrastructuur de opdracht voor het opstellen van een advies inzake de beoordeling van de taludstabiliteit voor de verdieping (lees aanpassing) van de zandwinning Beuningse Plas te Beuningen. Aan Boskalis S MNO vervat is het project Beuningse plas gegund door de gemeente Beuningen die voornemens is een recreatiepias te creëren door middel van zandwinning. Uit de door de opdrachtgever ontvangen stukken [Ref.1 en Ref.2] blijkt dat de stabiliteit van het onderwatertalud van de geplande zandwinning Beuningse Plas is beschouwd tot een diepte van N.A.P.-20,6m. n dit rapport is op basis van beschikbare gegevens, aangevuld met recent uitgevoerd grondonderzoek, een stabiliteitsanalyse uitgevoerd voor een geplande zandwinning tot een diepte van N.A.P -35m. 1.1 Locatie De zandwinning Beuningse Plas ligt ten zuidoosten van Beuningen en is gelegen tussen de A73 en de rioolwaterzuivering. Na winning van het zand zal de waterplas een recreatieve functie gaan vervullen voor de direct aangrenzende woonwijk (figuur 1.1). n de oorspronkelijke situatie betreft de ontgravingsdiepte circa N.A.P. -20,4 m, onder een talud met een helling van 1:4. n de nieuwe situatie wordt gestreefd naar een upgrade van de zandwinning Beuningse plas, waarbij de ontgravingsdiepte wordt doorgezet naar N.A.P. -35 m onder een talud met een helling die voldoet aan de CUR 113 Aanbeveling "Oeverstabiliteit bij zandwinningen".! : : Figuur 1.1: Projectiocatie Wiertsema &C Partners NGENEURS Blad 5 van 412

6 blad 6 2 Referenties Voor het opstellen van deze rapportage is gebruik gemaakt van de volgende documenten: 1. Veiligheid taluds zandwinput Beuningseplas, Fugro nr , Stabiliteitsbeschouwīng zandwinning Beuningse plas. Royal Haskoning nr K1566.A1, Boringen inclusief korrelverdelingen B10 t/m B16 Fugro nr. R Boringen inclusief korrelverdelingen B1 t/m B8 Fugro nr. R Boringen inclusief korrelverdelingen B101 t/m B105, Wiertsema Sí Partners nr. VN Boringen inclusief korrelverdelingen B106 t/m B108, Wiertsema Sí Partners nr. VN Sonderingen DKM101 t/m DKM 104, Wiertsema à Partners nr. VN Sonderingen DKM 4 t/m DKM 36, Fugro nr. R Zandwinplas Beuningen TEK OM-4510, werknr , versie 2.1, Boskalis, MNO Vervat-Wegen, Zandwinning in de Beuningse plas en nieuwbouw in de Rietlanden; Arcadis rapn /ofľ/l P3/000130/le; Cur 113 Aanbeveling "Oeverstabiliteit bij zandwinningen", CURNET VOUB Deel 10 mateheelinzet en productieraming baggerwerken, Toetsing op basis van handreiking Voorland zettingsvloeiing d.d Zandwinplan Lentse Plas MSB te Lent, Wiertsema Sí Partners nr VN , mei Breaching in fine sands and the generation of sustained turbidity currents in submarine canyons. Sedimentology, Nr 50, pp Mastbergen, D.R. Sí Van den Berg, J.H. (2003). 16. Zandwinplas Beuningen, , Werkfase Geluidswal dwarsprofielen 1 t/m 12, EN- 2110, versie 4.0, Zandwinplas Beuningen, , Werkfase Natuur dwarsprofielen 1 t/m 10, EN-3110, versie 4.0, De beschouwing heeft betrekking op de uitvoerings- en de eindfase, van de Beuningse plas. Voor het advies zal gebruik worden gemaakt van het door de opdrachtgever aangeleverde rapport van Fugro [Ref. 1]. Raadgevend ngenieursbureau Wiertsema Sí Partners B.V. staat niet in voor de juistheid van de in dit rapport verstrekte gegevens. Tevens heeft Raadgevend ngenieursbureau Wiertsema Sí Partners B.V. geen inhoudelijke beoordeling van dit rapport uitgevoerd. Wiertsema Sc Partners AADGVND NGNĪEURS Blad 6 van 412

7 blad 7 3 Aanleiding en doel Doel van het onderhavige rapport is om het bevoegd gezag inzicht te verschaffen in hoe de zandwinning wordt uitgevoerd. En hoe mogelijke risico's met betrekking tot het onbeheerst bressen worden afgedekt. Het advies zal worden opgesteld conform de CUR-Aanbeveling 113 'Oeverstabiliteit bij zandwinningen' (CUR- Aanbeveling 113) en de gangbare praktijk. Nu gaat het in de CUR-Aanbeveling 113 vooral om de dimensionering van veilige taluds en randstroken in relatie tot de diepte en grondgesteldheid van de put. Aspecten als het beheersen van het winproces (risicobeheersing) grijpen daarop terug. De CUR-Aanbeveling 113 gaat uit van een integrale aanpak van ontwerp en uitvoering fwinbaarheid). met als doel een uitspraak te doen betreffende de mate van risico op schade als gevolg van een gekozen talud (verqunningìontwerp en winmethodiek. n het voorliggende rapport zal op basis van de CUR-Aanbeveling 113 en de beschikbare data (rapportages) een analyse worden gegeven van het (oorspronkelijke) 1:4 talud in relatie tot de voorgenomen verdieping en de toe te passen winmethode. Wanneer uit de analyse blijkt dat het oorspronkelijke talud niet past bij de gekozen winmethode, dus een risico kan inhouden in termen van onbeheerst bressen, dan zullen in dit rapport aanbevelingen worden gedaan inzake aanpassingen winmethodiek, taludontwerp en randstrookbreedte 1, (figuur 3.1)Figuur 3.1) rūnd tl'oc* DWKhHM «alenŕveau 1:3 MffaMMMWi UMinwirooarii MWÉtMKftMUCT t:5à10 y MSaNMt írtofs'íiag í ratsík Figuur 3.1: Schematische weergave taludontwikkeling (Bron: CUR-Aanbeveling 113). n de CUR-Aanbeveling 113 wordt het onbeheerst bresrisico verrekend in de breedte van de randstrook. Wiertsema Partners NGENEURS Blad 7 van 412

8 blad 8 4 Leeswijzer n het volgende hoofdstuk (hoofdstuk 5) wordt een projectbeschrijving gegeven, hierbij worden de gehanteerde uitgangspunten benoemd. Vervolgens zal in hoofdstuk 6 een korte beschrijving van de bodemopbouw op locatie worden gegeven. Op basis van de sondeergegevens en het rapport van Fugro [ref. 1] zijn in paragraaf 6.2 de grondparameters geschat voor de te onderscheiden grondlagen. Paragraaf 6.3 geeft een nadere analyse van de aanwezige zandlagen en korrelgrootte. Hoofdstuk 7 omvat een analyse van het geplande ontwerp [ref. 1]. Vervolgens wordt in paragraaf 7.2 de kans op verwekingsvloeiing onderzocht volgens correlaties conusweerstand en relatieve dichtheid. Hoofdstuk 8 gaat in op het beheerst bressen, dat op basis van boringen, zeefanalyses, winzuigerproductiedata en modellering in HM-Breach zal worden onderzocht. Op basis van het HM-Breach-model zal in hoofdstuk 9 een beschouwing worden gegeven van mogelijke geotechnische risico's. n hoofdstuk 10 worden de uitkomsten van de hoofdstukken 8 en 9 samengevat. Wiertsema Partners NGENEURS Blad 8 van 412

9 blad 9 5 Projectgegevens 5.1 nleiding n deze rapportage voor de zandwinning Beuningsplas zal o.a. worden aangegeven hoe de winning zal worden uitgevoerd, inclusief de monitoring. Tevens zal in het advies worden ingegaan op het risico van bresvloeiingen. De volgende werkzaamheden worden uitgevoerd: nventarisatie beschikbare grondgegevens en geotechnisch advies. Aanpassing geotechnische stabiliteitsanalyse t.b.v. verdieping Beuningse plas. «Opstellen zandwinplan op basis van de grondgegevens. Een geotechnische risicobeschouwing van de zandwinning met betrekking tot afschuiving en het onbeheerst bressen. Voor risicobeschouwing zal gebruik worden gemaakt van het door Deltares ontwikkeld simulatiemodel HM-Breach. 5.2 Zandwinning Beuningse Plas De Beuningse plas omvat een zand- en grindwinning van circa 62 ha. Zoals in de inleiding is aangegeven wordt in dit rapport een stabiliteitsbeschouwing uitgevoerd voor het winnen van zand tot een diepte van circa 42,6 m- maaiveld (N.A.P. -35 m). Het voorgenomen onderwatertalud (insteek zandwinput) start vanaf N.A.P, +4,6m en heeft tot nu toe een ontwerp taludhelling van 1:4. Echter in de vergunningsaanvraagafstemming, heeft het bevoegd gezag aangegeven dat de zandwinning ook volgens de CUR-Aanbeveling 113 moet worden getoetst. Deze toetsing is door Fugro uitgevoerd [Ref. 1] met als uitgangspunt een eenvoudige toetsing. Op basis van een eenvoudige toetsing is een aangepast oevertaludprofiel voorgesteld. Zie figuur 5.1 die nauwelijks afwijkt van de voorgestelde 1:4 taludhelling. De analyse is destijds uitgevoerd op basis van een eenvoudige toetsing, waarbij geen gebruik is gemaakt van een verwachtte taludontwikkeling berekend volgens HM-Breach. Bovendien vereist een eenvoudige benadering geen uitgebreide risicoanalyse voor het bepalen van de benodigde minimale randstrookzone. n dit rapport is op basis van Ref. 1 een uitgebreide bresanalyse opgesteld, waarbij een verdieping tot N.A.P. -35m wordt gehanteerd.! Wiertsema 8z Partners NGENEURS Blad 9 van R31511 Definilief_ver05.pdf

10 blad cu o 10 -S AO no 140 afstand [m] Figuur 5.1: Alternatieve geometrie zandwinput Beuningse plas Bron; FUGRO [Ref. 7J Beschikbare informatie Door Fugro [Ref.1] en Royal Haskoning [Ref.2] is eerder de stabiliteit en de zettingsvloeiingsgevoeligheid van de taludheflingen tot een diepte van N.A.P. -20,6 m van de Beuningse Plas beschouwd. n dit rapport zullen de uitkomsten van de genoemde rapportages als basis dienen voor de verdiepingsanalyse. 5.3 Grondonderzoek Voor een beoordeling conform de CUR 113 dienen per zandwinlocatie minimaal 4 sonderingen te worden uitgevoerd tot ca. 1,5 maal de rekenputdiepte (H). n het geval van de verdieping betekent dit dat er minimaal 4 aanvullende sonderingen moeten worden uitgevoerd tot een diepte van circa 64m -mv. Zie bijlage 1 [Ref. 7ļ. Echter bij het uitvoeren van de sonderingen liep de sondeerdruk dermate hoog op dat de maximaal toelaatbare sondeerdruk werd overschreden. Op basis hiervan is besloten om de sonderingen alleen tot aan de (verwachte) fijn zandig leemlaag (N.A.P. -40 m) door te zetten. mmers tot zover wordt de zandwinning doorgezet en bovendien wordt verweking van een leemlaag als gevolg zandwinactiviteiten uitgesloten. Naast de 4 aanvullende sonderingen zijn uit eerdere onderzoeken in totaal 13 sonderingen gebruikt ten behoeve van de stabiliteitsanalyse. Deze sonderingen zijn uitgevoerd tot een diepte van circa N.A.P.-22m. Zij voldoen strikt niet aan de gestelde eis. De sonderingen geven wel essentiële grondinformatie ten aanzien van het voorkomen van verwekingsgevoelige zandlagen en/of cohesieve grondlagen en zijn dus gebruikt in het voorliggend advies. Voor een beoordeling conform de CUR 113 dienen per zandwinput minimaal 3 boringen te worden uitgevoerd tot een diepte van N.A.P.-35 m. Uit eerder onderzoek blijkt dat totaal '15 boringen tot ca. N.A.P. -22 m zÿn uitgevoerd, 4 boringen tot een diepte N.A.P. 27m en 4 boringen tot een diepte N.A.P. -42 m, conform de CUR 113 zijn de boringen tot de putdiepte of dieper uitgevoerd, zodat aan de eis voldaan wordt. Van deze boringen zijn de vereiste korrelverdelingen bepaald. Wiertsema ŝc Partners NGENEURS Blad 10 van 412

11 blad Bodemopbouw De maaiveldniveaus ter plaatse van de sondeerlocaties varieerden ten tijde van het onderzoek van N.A.P tot +Q m. Op basis van het grondonderzoek en de overige verzamelde informatie kan de bodemgesteldheid globaal worden geschematiseerd zoals in Tabel 5-1 is weergegeven. Tabel 5-1: Schematisatie Grondprofíel Niveau bovenkant laag [m t.o.v. N.A.P.] Deklaag Maaiveld ţ+7,0 a +8.0) Bodembeschrijving Deklaag, klei uiterst siithoudend WVPA1 Circa + 7,0 m Zand, matig grot tot zeer grof, zwak tot matig siithoudend, matig Circa 4-1,0 m Circa -4,0 a -6,0 m grindhoudend Zand, zeer grof, matig grindhoudend tot grind, sterk zandhoudend Zand matig fijn tot matig, plaatselijk klei- of leemlagen met een maximale dikte van 2,0 m. Voor de locatie rond sondering DKM16 en Boring B1 kan de aanwezig leemlaag dikte oplopen tot 7,0 m WVPA2 Circa-10,0m Zand, fijn tot matig fijn, matig siithoudend. Circa-14,0 m Zand, matig fijn matig grof, zwak siithoudend, zwak grindig met grind en leemlaagjes WVPA3 Circa -32,0 m Zand, matig tot uiterst siltig, matig grindhoudend (laagjes) met veel klei- leemlaagjes * *DKM16 en Boring B kan de aanwezig leemlaagdikte oplopen tot 7,0 m, tussen de N.A.P. -2 ma N.A.P. - 10m. Uit de beschouwde boringen in combinatie met informatie uit het Dinoloket (figuur5.2) blijkt dat er geen sprake is van een eenduidige bodemopbouw en laagindeling, ets wat voor een rivierengebied gebruikelijk is. n het gebied komt aan maaiveld een slecht doorlatende deklaag voor, bestaande uit holocene afzettingen. Daaronder bevindt zich een zandpakket dat voornamelijk wordt gevormd door de zandige en grindige afzettingen van de Formatie van Kreftenheye. n het pakket komt plaatselijk Eemklei voor met een geringe dikte en verbreiding. De dikte van de genoemde zandlaag varieert tussen 15 en 20 m. Tussen de eerste zandlaag het zogenaamde 1ste watervoerend pakket (WVP1) en de tweede zandlaag (WVP2) komt een niet aaneengesloten scheidende laag (SDL1 b) voor van de Formatie van Drenthe en Kedichem. Uit de boringen blijkt dat de tweede zandlaag (WVP2) voornamelijk bestaat uit zandige delen uit de Formatie van Drenthe en Kedichem. De dikte van WVP2 is 10 tot 15 m dik. Tussen WVP2 en WVP3 komt een niet aaneengesloten scheidende laag voor (SDL2) van de Formatie van Tegelen. n WVP3 komt plaatselijk en slecht doorlatende laag voor (SDL3a). K Wiertsema 8ľ Partners NGENEURS Blad 11 van R31511 Definitief_yer05.pdf

12 blad 12 Verticale Doorsnede REGS f v2.1 is A' rtydrsgsologk lrz4 tltì -.1. EM U 2i ï lr;6 rzs tal 4 pr.vaĩi 318 nl HūOflStO.ïH'P 8 m 511 A co.-] t.iì CU ŕ.-fs ,11 l-íî MniM m n Wťrbūi Figuur 5.2: Grondprofiel t.p.v. projcctlocatie votgens Regis. Bron Dinoioket 5.5 Grondwaterstanden Bij het uitvoeren van de boringen is de grondwaterstand in het boorgat ingemeten. De op deze wijze gemeten grondwaterstand moet worden beschouwd als een momentane meting van de grondwaterstand en dient als indicatief te worden beschouwd. Tijdens het uitvoeren van de boringen is een grondwaterstand van N.A.P. +Q,6 m à -t-7,0 m gemeten. ll Wiertsema Sc Partners n NGENEURS Blad 12 van 412

13 blad Geotechnische parameters Op basis van de resultaten van het grondonderzoek is een geschematiseerd bodemprofiel opgesteld (zie Tabel 5-2) De bodem is onderverdeeld in 2 lagen, waarbij de zandlaag is onderverdeeld in 6 sublagen. De representatieve grondparameters voor de verschillende lagen zijn bepaald conform de NEN C1. Tabel 5-2: Geotechnisch bodemprofiel Niveau bovenkant laag Laag c' rep 9 ' rep Bodembeschrijving [m t.o.v. N.A.P.] [kn/rn 3 ] [kpa] n Maaiveld (t7,0àt8,0) Toplaaq 17/ ,5 Deklaag, klei uiterst siithoudend Circa * 7,0 m Zandlaag 1 18/20-27,0 Zand, matig grot tot zeer grof, zwak tot matiq siithoudend, matig qrindhoudencl Circa + 1,0m Zandlaag 2 19/21-35 Zand, zeer grof, matig grindhoudend tot qrind, sterk zandhoudend Circa -4,0 à -6,0 m Zandlaag 3 18/20 28,0 Zand matig fijn tot matig, plaatselijk klei- of leemlagen met een maximale dikte van 2,0 m. Voor de locatie rond sondering DKM16 en Boring B1 kan de aanwezig leemlaag dikte oplopen tot 7,0 m Circa-10,0 m Zandlaag 4 18/20-25,0 Zand, fÿn tot matig fijn, matig siithoudend. Circa-14,0 m Zandlaag 5 18/20 31,0 Zand, matig fijn matig grof, zwak siithoudend, zwak gríndig met grind en leemlaagjes Circa -32,0 m Zandlaag 6 18/20 25,0 Zand, matig tot uiterst siltig, matig grindhoudend (laagjes) met veel kleileem laagjes Rekenwaarden van de grondparameters zijn verkregen door de representatieve waarden te delen door de partiële factoren voor grondeigenschappen volgens tabel 3 van NEN Cİ. Wiertsema Sc Partners KAADCVtíD V O E M F S! Blad 13 van 412 i R3151;! Definitief_ver05.pdf

14 blad Zandlagen Om inzicht te krijgen in de taludontwikkeling tijdens het baggeren, het zogenaamd beheerst bressen, is op basis van beschikbare korrelverdelingen (23 boringen) schematisch een laag (bodem) profiel samengesteld. Waarin een relatie is gelegd tussen de diepte en de korrelgrootte op de D50, D15 en de D10 (figuur 5.3) Diepte D50 D15 D10 m N.A.P unt urn um , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , , i z m İ ļ i Korrelgrootte [um] D50[um] D15 [um] -.'. -D10[um] Figuur 5.3: Samengestelde korrelverdeling Zandwinlocatie Beuningen Wiertsema 8c Partners m NGENEURS Blad 14 van 412

15 blad 15 6 Uitgangspunten Voor het opstellen van het stabiliteitsadvies zijn de volgende uitgangspunten gehanteerd. 6.1 Grondgegevens Voor de grondgegevens wordt uitgegaan van de in Tabel 5-2 geschematiseerd grondprofiel. 6.2 Waterstand Bij het opstellen van het zandwinplan wordt er van uitgegaan dat in de Beuningse Plas een min of meer constant waterpeil aanwezig is van circa N.A.P. 4-6,68 m [Ref. 10], 6.3 Taluds Startpunt van het onderwatertalud is het oorspronkelijke talud van N.A.P. 4,6 m tot N.A.P. -20,6 m met een helling van 1:4. (figuur6.1). Echter in dit rapport wordt de stabiliteit van het onderwatertalud beschouwd tot een diepte van N.A.P. -35 m. H1P*4,Sm nsisexiarmíwjnnlfib ; Figuur 6.1: Representatieve schets uitgangspunt taludproíiel Beuningse plas [Ref. 16] De CUR-Aanbeveling 113 "Oeverstabiliteit bij zandwinningen" wordt door de Provincie Gelderland van toepassing verklaard voor de aanvraag van een ontgrondingsvergunning. Dit heeft als consequentie dat het 'ontwerp' oorspronkelijke onderwatertalud ook moet matchen met de dynamische stabiliteit ( lees het ontwerptalud moet passen aan de winmethode). Hiertoe is door Fugro [Ref. 1] op basis van een eenvoudige CUR-Aanbeveling 113 benadering voor iedere oever een aangepast 'ontwerp' onderwater talud voorgesteld. Ook dit talud (figuur 5.1) zal als startpunt dienen. ll Wiertsema 8c Partners NGENEURS Blad 15 van 412

16 blad Wīndīepte Uit Ref. 1 en 2 blijkt dat de oorspronkelijkee putgeometrie voorziet in het winnen van zand tot een diepte van N.A.P. -20,6 m. Uit Ref. 1 (zie ook hoofdstuk 5) blijkt dat vanaf een diepte van circa N.A.P. -20,6 m tot circa N.A.P.-35 m zand aanwezig is wat als winbaar wordt aangemerkt. Vanaf N.A.P. -35m tot de verkende diepte van N.A.P. -42 m wordt er afwisselend fijn zand een leemlaagjes aangetroffen die overgaat in een leemlaag (figuur 5.2). Vanwege de sterk negatieve invloed van fijne zanden, op de dynamische taludstabiliteit is de maximale windíepte gesteld op N.A.P.-35 m i 6.5 Methode van zandwinning Het winnen van het zand zal plaatsvinden met een winzuiger met GPS-plaatsbepaling, waarbij het zand via een pijpleiding naar een verwerkingsinstallatie wordt getransporteerd. Aangezien de zandwinning als doel heeft het leveren van hoogwaardige zandsoorten, betekent dit voor het winproces dat de winzuiger een zo'n gegradeerd mogelijk zandmengsel moet aanleveren aan de verwerkingsinstallatie. Uitgangspunt voor het onderhavig zandwinplan is dat het voor de winzuiger mogelijk moet zijn om een zo gegradeerd mogelijk zandmengsel aan te zuigen. 6.6 Overige uitgangspunten» Er worden geen gronddepots aangebracht nabij de insteek van de diepe zandwinning.» Er wordt geen materiaal vanaf de oever in de zandwinput teruggestort. «Ten behoeve van de risicoanalyse (hoofdstuk 9) wordt in dit rapport rekening gehouden met de aanwezigheid van een gasleiding (leiding corridor), gelegen aan de noordwest zijde van de zandwinning (figuur 6.2). \ \ A X -- 1 s - í«i-3ni Figuur 6.2: Locatie gasleiding: bron Ref. 9 Wierrsema Sc Partners li G E N t E U K S Blad 16 van 412

17 blad 17 7 Analyse taludstabiliteit 7.1 nleiding Voor het opstellen van dit rapport is voor de volledigheid gekozen om ook een overzicht te geven inzake de uitkomsten van statische taludstabiliteitsanalyse. Aangezien deze resultaten ook van belang zijn voor het opstellen van een geotechnische analyse. De dynamische stabiliteit, welke vooral van belang is tijdens de exploitatiefase en dus ook voor het opstellen van een zandwinplan, zal in dit hoofdstuk worden behandeld. Daarbij komen de volgende aspecten aan de orde: 1. Mogelijkheid tot het optreden van verwekingvloeiingen (faalmechanisme verweking). 2. Taludontwikkeling ten gevolge van het zandzuigen (faalmechanisme bresvloeiing). n dit rapport zullen de genoemde aspecten worden getoetst aan de hand van de CUR- Aanbeveling 113 'Oeverstabiliteit bij Zandwinputten'. Het toetsingsniveau van diepgang is in eerste instantie eenvoudig van opzet. 7.2 Statische stabiliteit Voor de stabiliteit van een talud kan men twee stabiliteitscriteria onderscheiden, namelijk macrostabiliteit en microstabiliteit. n het rapport van de Fugro [Ref. 1] heeft de berekende veiligheid tegen afschuiven (SF) gemiddeld een waarde van meer dan 1 voor de Beuningse plas tot een diepte van N.A.P. -20,6 m. Voor het opstellen van dit rapport is opnieuw de statische stabiliteit van het onderwatertalud beschouwd tot een diepte van N.A.P. -35 m. De stabiliteitsberekeningen van het onderwatertalud zijn uitgevoerd met behulp van een computerprogramma (D-Geo Stability 10.1) waarbij gekozen is voor de methode van Bishop om de macrostabiliteit van de taluds te toetsen. Bij deze methode wordt uitgegaan van cirkelvormige glijvlakken, waarbij het grondmassief voor de berekening in verticaal gescheiden lamellen wordt verdeeld. Het gewicht van de grond en de belastingen daarop aan de actieve zijde van het schuifvlak vormen de aandrijvende krachten. De tegenwerkende krachten bestaan uit het gewicht van de grond en de belastingen daarop aan de passieve zijde en de schuifweerstand langs het gehele glįjvlak. De verhouding tussen de tegenwerkende en aandrijvende krachten is een maat voor de veiligheid van het talud. Een voldoende veilig talud bezit een evenwichtsfactor van tenminste 1,0 gebaseerd op de rekenwaarden van de grondparameters. De CUR aanbeveling 113 geeft aan dat een even wichtfactor van minimaal 1,3 moet worden gehanteerd, indien men gebruik maakt van de karakteristieke (representatieve) waarden zoals aangeven in de NEN C1. Wiertsema ŵ Partners NGENEURS Blad 17 van 412

18 blad 18 Het verschil tussen beide toetscriteria is dat men bij een normale controle op taludstabiliteit van bijvoorbeeld ophogingen rekent met grondparameters die zijn gereduceerd met een materiaalfactor (zie NEN C1). Voorwaarde is dat Fmin į 1. De CUR richtlijn gaat ervan uit dat bij gebruik van de grondparameters, zoals bepaald met de tabel, voldoende veiligheid wordt gegarandeerd. n dit rapport wordt het talud volgens de NEN C1 getoetst. De stabiliteitsanalyse geldt alleen voor een statische spanningstoestand. Hierbij wordt geen rekening gehouden met de dynamische invloeden die bij zandwinningen aan de orde zijn. De dynamische invloeden veroorzaakt door onder andere het baggerproces worden in paragraaf 8.2 en 8.3 behandeld. Reken taluds Voor de statische stabiliteitsanalyse is een maatgevende situatie op afschuiving onderzocht. Het betreft een reken (talud) ontwerp van 1:3. Wanneer het rekentalud statisch voldoet dan zal een eventueel (flauwer) ontwerp talud, waarin de dynamische invloeden van het winningsproces zijn verwerkt, statisch zeker voldoen. Resultaten n bijlage 2 zijn de resultaten van de stabiliteitsberekeningen aangegeven. n deze rapportage is een taludprofiel doorgerekend. Uit de berekening volgens de theorie van Bishop blijkt dat de macrostabiliteit bij een rekentalud met een steilte van 1:3 (inclusief geluidswal, zie profiel 8 Ref 16) voldoende verzekerd is. De berekende veiligheid tegen afschuiven bedraagt een factor (SF) van 1,27 (figuur 7.1).,,,,m m p?f K Vta:tHĻ4JH SÌMtf! 1.2' Figuur 7.7 Veiligheid factor tegen afschuiven reken talud 1:3 Wiertsema ŵ Partners RAADGEVĪND mm NGENEURS Blad 18 van 412

19 blad 19 De positie van het maatgevende giįjvlak bij een talud is globaal gelegen in de matig fijne siithoudend zandlaag op een niveau van ongeveer N.A.P.-10 m tot circa N.A.P.- 20 m. Zoals in Ref.1 al was geconstateerd voldoet een talud met een helling van 1:3 aan de beoordeling voor taludafschuiving conform de CUR aanbeveling Verweking Verwekingvloeiingen kunnen voorkomen in losgepakte fijne zandlagen. Door de losse pakking (Rn^396) van het korrelskelet zijn dergelijke lagen gevoelig voor grondwaterstromingen, grondwaterdrukverschillen en/of dynamische belastingen. Door één van deze fenomenen of een combinatie daarvan treedt een verkleining van het volume op. Het verkleinen van het volume veroorzaakt vervolgens verhoogde waterspanningen. De hogere waterspanningen zorgen op hun beurt voor het verlagen van de korreldrukken. n hel geval van een verwekingsvloeiing zijn de korreldrukken zo laag dat de zanddeelţjes gaan 'zweven', met als gevolg dat de desbetreffende laag gaat vervloeien en/of verweken. Een maat voor verwekingsgevoeligheid is de relatieve dichtheid (Rn) van zand. Als de verweking aan de teen van het talud begint, zal het zand daar eerst wegvloeien. Doordat de steun van de teen dan verloren gaat, is de kans groot dat ook hoger gelegen delen instabiel worden. Op deze wijze ontstaat een terugschrijdend proces. n de praktijk wordt de kans dat verweking optreedt als verwaarloosbaar geschat, indien er in een zandpakket geen fijne zandlagen voorkomen waar de relatief dichtheid Rn kleiner is dan 0,55 à 0,60 en die dikker zijn dan 3 tot 4 m. De CUR-Aanbeveling 113 geeft aan dat de kans dat verwekingsvloeiing optreedt, verwaarloosbaar is als voor alle sonderingen geldt dat uit de correlaties van de sondeergegevens blijkt dat er geen lagen aanwezig zijn met een relatieve dichtheid Rn kleiner dan 50*36 en die dikker zijn dan 1 m. De zgn. methode 1 toetsing. n dit rapport is de kans op verwekingvloeiingen getoetst aan de CUR-Aanbeveling 113. Op basis van de conusweerstand kan een schatting van de relatieve dichtheid worden gemaakt. Een veel gebruikt verband tussen de relatieve dichtheid en conuswaarde is die van Schmertmann, Villet 8t Mitchell, Lunne en Baldi. De correlatie Schmertmann geeft een vrij positief beeld weer. Terwijl de correlaties van Villet 8i Mitchell en Lunne erg conservatief zijn. Het door Baldi gevonden verband ligt min of meer in het midden. De correlatie volgens Baldi (Rn ^07o) is geprojecteerd in de beschikbare sondeergrafieken [Ref. 7 en 8]. Wiertsema ŵ Partners m NCNURS Blad 19 van 412

20 blad 20 lui iva Ülli lm o.l i Prtjtfl KH ř.ţll nap m fnn*f SlOîf/kîïit'Hm Oi-n w S i v Å f-ìesl 103 Ï.S 1,5 15 S Î.S O.É 2.5 íerííttind ; [ļţfld 1 H û.ë V itîiviíro'ļiiryl ĩ 1 K DL 0 ö L ĒCf MM i ĩ5.3 Í īîtin-kl Figuur 7.2: Resultaat eenvoudige analyse verweking Op basis van de analyse sonderingen (figuur 7.2) kunnen de volgende algemene conclusies worden getrokken:» Van N.A.P. -t-5,5m tot N.A.P, +1 m bevindt zich een losgepakte zandlaag die in principe als zettingsvloeiingsgevoelig kan worden aangemerkt. Deze laag wordt in de meeste sonderingen aangetroffen. Echter uit figuur 5.3 (analyse zand grofte) kan worden opgemaakt dat de betreffende zandlaag als relatief grof kan worden beschouwd. Dit betekent dat mogelijk overspannen grondwater snel kan dissiperen, waardoor de kans op verweken wordt gereduceerd. De gemiddelde relatieve dichtheid (Rn) voor deze laag wordt geschat op circa 0,4. De gemiddelde korrelgrootte D10 bedraagt circa 187 urn. «Op een geringer aantal sondeerlocaties, verspreid over de gehele zandwinput, wordt tussen N.A.P. -5,0 m en N.A.P. -10,6 m een aantal zandlagen met dikten tot 2,5 m aangetroffen die gevoelig kunnen zijn voor verweken. Overigens betreft het een lemige zandlaag en/of leemlaag, waardoor de verwekingsgevoeligheid als gevolg van cohesieve grondgesteldheid sterk wordt gereduceerd. Voor analyse risico op verweking wordt voor deze laag de gemiddelde relatieve dichtheid (Rn) geschat op 0,51 en een D10 default waarde van 130 um 2. «Op enkele sondeerlocaties worden op grotere diepten van N.A.P. -22 m tot N.A.P m losgepakte zandlagen met dikten tot 1 m aangetroffen. De verwekingsanalyse op basis van alleen de sonderingen laat zien dat strikt volgens de CUR- Aanbeveling 113 verwekingsgevoeligheidscriterium, er sprake kan zijn van een kans op verweken van de ondergrond. De kans op verweking wordt klein geacht aangezien er sprake is van: Zie rapport handreiking Voorland zettingsvloeiing d.d Ref.13 Wiertsema ŵ Partners NGENEURS Blad 20 van 412

21 blad 21 * relatief grof zand, zodat mogelijk overspannen (grond) water snel kan dissiperen; «zandlagen die niet omsloten zijn door slecht waterdoorlatende grondlagen; «een Variërende laagdikte van 0,6 tot maximaal 2,5m, welke in de praktijk over het algemeen al niet verwekingsgevoelig worden beschouwd. Ta ludgeometrìe Aangezien er sprake is van een taludhelling, is volgens de CUR113 Aanbeveling ook de taludhelling van belang in hoeverre het grondmassief gevoelig is voor verweking. Daartoe wordt volgens de CUR113 Aanbeveling een geometrie-criterium toegepast aangezien ervan wordt uitgegaan dat verweking alleen kan optreden in het onderwater gedeelte van de zandwinning, maar dat het bovenwatergedeelte mede bepalend is voor de korrelspanningen in het onderwatergedeelte. Hierbij' wordt gerekend met een rekendiepte H r (diepte waarop de taludhelling wordt getoetst) en een rekentaludhelling (ür). Dc definities van de rekenputdiepte Hr en de rekentaludhelling (a R ) zijn weergegeven in figuur 7.3. r FCTEF DWARSPROFEL ALSOF ALLE GROND ONDER WATER LGT H WERKELJK DWARSPROFEL Figuur 7.3 Fictief onderwater dwarsprofiel definitie rekenputdiepte en rekentaludhelling [Bron Ref. 2] Voor het beoordelen van gevoeligheid van het talud voor verweking wordt in dit rapport als start situatie de volgende vier representatieve doorsneden beschouwd zoals aangeven in [Ref 16 en Ref 17]. Namelijk; «Dwarsprofiel 8: hierbij is het diepwin taludprofiel het dichtst bij de teen van de geluidswal gelegen. «Dwarsprofiel 4: n dit profiel ligt een relatief hoog gelegen grondlichaam het dichtst bij de insteek zandwinning. «De dwarsprofielen 3 en 7: Deze dwarsprofielen kunnen qua geometrie als representatief worden beschouwd. Wiertsema 8c Partners Blad 21 van R31511 Definiţief_ver05.pdf

22 blad 22 n figuur 7.4 zijn de resultaten weergegeven van de toetsing van het oorspronkelijke 1:4 onderwater taludprofiel volgens T: 4*(HrZ30m)lZ3 ļ CUR113 criterium. Hierbij geldt wel dat de verwekinggevoelige zandlagen een dikte mogen hebben tot maximaal 3 m. Uit de analyse verweking figuur 7.2 blijkt dat hieraan wordt voldaan. Uit figuur 7.4 wordt opgemaakt dat de profielen 8, 7 en 4 strikt niet voldoen aan het geometrie criterium conform de CUR113, zodat de kans op instabiliteit van het talud als gevolg van verweking niet als nihil kan worden beschouwd. Op basis van een klein verschil tussen de CUR113 taludcriterium en het rekentalud en dat er sprake is van grof zand, zijn wij van mening zijn dat het voorgestelde taludprofiel [Ref.16] voldoende waarborg biedt tegen taludinstabiliteit als gevolg van verweking, zodat de kans op verwekingsinstabìliteit als nihil wordt aangemerkt. Profiel 3 wijkt sterker af van het taludcriterium dan de overige taludprofielen. Hier kan worden gesteld dat een basistalud van 1:4 niet voldoet aan Geometrie criterium, zodat op basis van de grofte van het zand de kans op verwekingsinstabìliteit van dit talud als klein wordt aangemerkt. Taludontwcrp cot(ar) col(or^4xl.rlrrwm) u Alternatief reken crït voldoet Ĵå'nee Profiele 4,2 5.0 trap Profiel 7 4,2 4.6 bêţ Profiel 4 4.S 4,9 rap Prof*! ,5 nee Ö-2Û ' ' ' ' 1 ' ' ' ' ' ' 1 ' ' ' ' ' ' ' ' 1 ' ' ' ' ' ' ' ' Afstand n [mj, Piŗfāľī PrcfiílS cr-«.l5.. PtañīĪ7 wafcrtjñ Pfofisl 7^=4.23 Figuur 7.4: Resultaat toetsing geometrie criterium Wiertsema êc Partners NGENEURS Blad 22 van 412

23 blad 23 8 Taludstabiliteit tijdens het winnen 8.1 nleiding Bij het winnen van zand wordt gebruik gemaakt van een winzuiger. Op eenvoudige wijze kan tot op grote diepte zand worden gewonnen. Het op deze manier winnen van zand heeft als voordeel, dat het zandpakket in zijn geheel wordt aangezogen. Waardoor men zand met een gemengde korrelopbouw opzuigt. Wat weer van essentieel belang is voor het leveren van kwalitatief goed zand. Een nadeel van de winmethode is het risico van taludvorming buiten het gewenste talud. Wanneer de begrenzing van de winput voldoende ruimte biedt om variatie van het talud toe te staan, zal een zekere onnauwkeurigheid bij de vorming van het talud geen probleem vormen. Echter wanneer de zandwinput in de nabijheid van infrastructuur zoals huizen, wegen en/of recreatiegebieden is gelegen, worden er met betrekking tot de veiligheid strengere eisen gesteld aan de variatie van het op te leveren profiel. n de praktijk betekent dit dat het gewenste minimaal profiel (positieve tolerantiegrens) niet mag worden overschreden. Het feit dat het gewenste (vergunde) profiel niet mag worden overschreden, heeft tot gevolg dat er een zekere marge ontstaat met betrekking tot het toegestane profiel en het uiteindelijk opgeleverde (gezogen) profiel. Om het verschil tussen het vergunde profiel en het gerealiseerde profiel te verkleinen en de kans op het overschrijden van het vergunde talud te reduceren heeft de CUR-Aanbeveling 113 richtljjnen opgesteld voor het ontwerpen van een veilig (maakbaar) onderwatertalud. Daarnaast zijn er door de CUR-Aanbeveling 113 voorwaarden gesteld waaraan moeten worden voldaan om een beheerst bresproces te kunnen garanderen. En dus het risico op een onbeheerst bresproces te minimaliseren. Deze voorwaarden betreffen: De grondgesteldheid. * De wijze van uitvoering van de zandwinning. * Controle van de uitvoering en de taludontwikkeling. n de volgende paragrafen zal worden beschouwd of de voorwaarden aanwezig zijn voor een beheerst bresproces. Vervolgens zal worden ingaan op de taludontwikkeling bij beheerst bressen en hoe de geschatte (voorspelde) taludontwìkkeling zich verhoudt tot hettaludontwerp. Wiertsema ŵ Partners n NGENEURS 23 van 412

24 blad Beheerst bressen Om de kans op een beheerst bresproces te vergroten moeten aan de volgende voorwaarden worden voldaan: 1. Voldoende taludstabiliteit voor afschuiving en/of verweking. 2. De grondlagen moeten zodanig zijn, dat een regelmatig bresproces mogelijk is. 3. Bij de uitvoering dient rekening te worden gehouden met het type materieel (zuiger) en de wijze waarop deze in relatie tot de maakbaarheid van het (ontwerp) talud wordt ingezet. Ad 1 Taludstabiliteit Uit Ref. 1 (paragraaf 7.2 en 7.3) blijkt dat: «Taluds met een helling van minimaal 1:3 qua macrostabiliteit voldoen aan een stabiliteitsfactor groter of gelijk aan 1 (Fmin ^1). «De kans op verweken klein is. Echter deze kans kan worden gereduceerd door in het taludontwerp hier rekening mee te houden. Zie paragraaf 7.3. Ad 2 Grondlagen Voorwaarden die aan de grond worden gesteld voor een beheerst bresproces zijn dat:» De grond uit niet cohesief bressend materiaal bestaat.» Er een horizontale laagopbouw van de grond aanwezig is. «De dikte van de stoorlagen van klei of veen ten hoogste 0,5 m bedraagt. Uit het beschikbare grondonderzoek blijkt dat er sprake is van een heterogene grondopbouw. Er is geen eenduidigheid wat betreft bodemopbouw en laagindeling. De bodem is in de loop der tijd veranderd door erosie- en sedimentatieprocessen van de rivier. Op basis van de CUR-Aanbeveling 113 kan worden gesteld, dat gezien de bodemopbouw er een zekere kans aanwezig is op een bresvloeiing. Vooral de variatie zandlaag versus korrelopbouw kan bepalend zijn voor een beheerst bresproces. Uiteraard speelt de wijze van uitvoering ook een zeer grote rol in het wel of niet optreden van een onbeheerst bresproces. Om te kijken wat het effect is, de variatie zandlaag versus korrelopbouw op de taludontwikkeling, is een HM-Breachberekening uitgevoerd. Wiertsema Partners NGENEURS Blad 24 van 412

25 blad Taludontwikkeling n dit rapport is met behulp van HM-Breach een taludontwikkeling geschematiseerd zoals die door een profielzuiger kan worden gemaakt. De methode is, conform de CUR-Aanbeveling 113, gebaseerd op praktijkervaringen voor winnen van middelfijn zand. De berekeningen zijn gebaseerd op de volgende uitgangspunten. Winzuiger Op basis van ervaringen in Lentse Plas [Ref.13] wordt in dit rapport als startwaarde uitgegaan van de volgende baggercondities:» De zandproductie van circa 200 à 300 m 3 Ajur insitu zand. «De volumeconcentratie is bepaald op circa 12*36. «De voortgangssnelheid (verhaalsneíheid) waarmee het brestalud wordt voortbewogen bedraagt circa 0,7 mm/s.» De initiële bres hoogte van de zuigbuis bedraagt 1 m. Grondgesteldheid De invoer voor de HM-Breach-berekening bedraagt de laagopbouw volgens figuur5,3. Taludontwikkeling tijdens het winzuigen. n figuur 8.1 zijn de uitkomsten van de HM-Breach-simulatie vergeleken met het basisontwerp van 1:4 taludhelling tot een diepte van N.A.P. -35 m. n figuur 8.1 is een verwachte taludontwikkeling te zien wanneer een winzuigmethode wordt toegepast waarbij het zand gelijk tot een diepte van N.A.P. -35 wordt gewonnen. Uit de figuur blijkt dat vanaf N.A.P. -10 m het brestalud sterk gaat verflauwen t.g.v. van de fijne zandlagen. Vanaf N.A.P. -26 m wordt de verflauwing van het brestalud sterker als gevolg van een toenemende fįjne fractie in het zand. Het gevolg van het toepassen van een winzuigmethode waarbij in één slag het zand tot een diepte van N.A.P.-35 m wordt gebaggerd is dat er een zekere kans aanwezig is dat het vergunde talud (lees insteek N.A.P. +4,6 m contourlijn) wordt overschreden met alle gevolgen van dien. Om een overschrijding van N.A.P. -H4,6 m contourlijn (insteek diepe winning) te voorkomen wordt geadviseerd om het (vergunde) talud niet op volle diepte aan te zuigen maar ter plaatse van het talud een laagsgewijze zuigmethode toe te passen z í -30 \ \\ i C z -r^j Bitii«ibv«p 1.4 Ahiandlnfm] HBREACH.íC 1254.T mro.ľmnŕs) Figuur 8.1: HMBreach simulatie zandwinning op volle diepte (N.A.P. -35 m) Wiertsema 8z Partners A í D C Ï Í K H ÍMCfNfīUUS Blad 25 van 412

26 blad 26 n figuur 8,2 zijn 5 HMBreach simulaties uitgevoerd en vergeleken met het basis taludontwerp. Namelijk: «HMBreach 1 zandwinning op N.A.P. -35 m a N.A.P. -40 m;» HMBreach 2 zandwinning tot N.A.P. -20 m; «HMBreach 3 zandwinning van N.A.P. -20 m tot N.A.P. -35 m; «HMBreach 4 zandwinning tot NAP. -10 m; «HMBreach 5 zandwinning van N.A.P. -10 m tot N.A.P. -20 m, E Basis ontwerp 1:4 - HM BREACH 2, (C 12%/T tftr O.ľnvrís) HMBREACH 4. (C 12Ìİ.T 1mR 0,5mTŕS) Afstand in [111 HMBREACH 1. (C 1 ZH.T 1 n\r 0,7mrrïs) HMBREACH3, (C ļžä.t 1ni,RO.ľmrrfs) HM BREACH 5, (C 12?4,T 1nļR 0,7rmnŕs) - Walerìiji Figuur 8.2 HMBreach simulaties voor verschillende windiepten Uit figuur 8.2 blijkt dat ieder afzonderlijke zuigslag een steilere brestalud kan creëren mits het ontwerptalud van boven naar beneden wordt aangezogen. Hierdoor wordt de kans op het overschrijden van het ontwerptalud ( N.A.P. +4.Ö m contourlijn) gereduceerd. Om een laagsgewijze baggermethodiek te waarborgen en om een meewerkende bres te voorkomen wordt een aangepast (vergund) taludontwerp voorgesteld toe te passen wat in lijn ligt met de winmethode. n figuur 8.3 is te zien dat in afwijking tot het Fugro-profiel en het 1:4 talud een taludprofiel wordt voorgesteld met de volgende kenmerken:» vanaf maaiveld tot N.A.P. -t-4,6 m een taludafwerking conform het inrichtingsplan;» van N.A.P. m tot N.A.P. -6 m een talud met een helling van 1:3;» van N.A.P. -6 m tot N.A.P. -10 m een talud met een helling van 1:4;» op N.A.P. -10 m een berm met een breedte van minimaal 15 m; «van N.A.P. -10 m tot N.A.P. -20 m een talud meteen helling van 1:3;.» op N.A.P. -20 m een berm met een breedte van minimaal 20 m;» van N.A.P. -20 m tot N.A.P. -25 m een talud met een helling van 1:3; «van N.A.P. -25 m tot N.A.P. -35 m een talud meteen helling van 1:4. De reden waarom gekozen is voor een berm van 10 m op een diepte van N.A.P. -10 m en een berm van 20 m op een diepte van N.A.P. -20 m is om het risico van een meewerkende bres uit te sluiten. Door in het ontwerp een berm op te nemen wordt een extra waarborg gecreëerd dat de bovengelegen (afgewerkte) talud niet meer gaat meewerken in de zandproductie. Met als gevolg Wiertsema 8ľ Partners NGENEUK5 Blad 26 van 412

27 blad 27 een verhoging van de kans op het overschrijden van de oeverlįjn. De simulaties geven aan dat verwacht mag worden dat de kans van overschrijden klein is bij een laagsgewijze aanpak, 10 l 1 1 HBG fjho \ \ E, -10 al z įį -20 : \^ o -30 o 5 í 1» Afstand n [m] Basisontwerp 1:4 -Fugro profiel (doorgezet lot NAP-35m) HM BREACH 2, (C Ī2K,T 1m,R 0,7mrrŕs) Hf,l BREACH 4, (C 12Îİ.T 1m,R 0,5mrrfs) Figuur 8.3: HMBreach simulatie laagsgewijs talud zuigen -Atemaoel HMBREACH 1, [C 1294.T 1m,R 0.7mmfs) HMBREACH3, (C 12&.T 1m,R ŬJńwriB) HMBREACH 5. (C 12Ä,T 1m,R0.7mrrïs) -; Wafertlji Wiertsema Partners m NGENEURS Blad 27 van 412

28 blad Herbeoordeling faalmechanisme zettingsvloeiing n paragraaf 7.3 is het geometrie criterium getoetst van het Basis talud ontwerp met een helling van 1:4. n figuur 8.4 zijn de resultaten weergegeven van de toetsing aan te vragen taludontwerp. Uit de toetsing blijkt dat de profielen 4, 7 nu ruim voldoen, maar dat profiel 8 krap voldoet. Profiel 3 voldoet nu krap terwijl in paragraaf 7.3 het basisprofiel van 1:4 niet geheel aan het geometrie criterium voldoet. Op basis van de uitkomsten zijn wij van mening dat bij het toepassen van het aan te vragen taludontwerp de kans op verwekingsinstabìliteit van het gehele talud als nihil kan worden aangemerkt. Taludontwerp cotíar] col(ar)mx(hwwm) w Alternatief reken crit voldoet Jafnec Rolieie krap Bof iel A 5 īa ftofish 5, Pr of ie 13 4,0 4,5 hap 20 icl 9? SO Afstand in [m] PrrffilB Profiel 8.(1=4,34 Pmŕìel 7 waterfjn Profiel 7^=4,62 Figuur 8.4: Herbeoordeling toetsing talud geometrie Wiertsema 8c Partners BAADGĪVrN) NGtNirUlS Blad 28 van 412

29 blad Winmethodiek Op basis van analyse taludontwikkeling tijdens het winzuigen en het uitgangspunt dat een gegradeerd zandmengsel aan de verwerkingsinstallatie dient te worden aangeleverd, wordt voor het exploiteren van de zandwinning Beuningse plas de volgende werkwijze geadviseerd. Uit de HM-Breach-simulaties blijkt dat het mogelijk moet zijn om in het midden van de Beuningse Plas de zandlagen aan te zuigen tot een diepte van N.A.P. -35 m, zonder dat het talud sterk gaat verflauwen, met als gevolg een onbeheerst bresgedrag. De methode op volle diepte zuigen kan tut circa 160 m vanaf de insţook N.A.P. -f4,6 m worden toegepast onder maandelijks monítorcn dour middel van peilingen. Nadat de genoemde 160 m lijn (zgn. diepwincontourlįjn) wordt overschreden, wordt geadviseerd om de winning laagsgewijs voort te zetten. Ten behoeve van de eerste laag dient de zuigbuis tot maximaal N.A.P. -10m te worden ingebracht en kan met een verhaalsnelheid van ongeveer 0,7 mm/s totdat de zuigbuis op 30 m vanaf de insteek N.A.P. *4,6 m is genaderd het zand worden gewonnen. De tweede en derde diepere zandlaag kunnen vervolgens op het talud worden gewonnen door de zuigbuis achtereenvolgens op N.A.P. -20 m en N.A.P. -35 m in te brengen. Uit de risicoanalyse (paragraaf 8.2) blijkt dat de tweede winslag eventueel naar N.A.P.-35 m kan worden doorgezet onder conditie dat er een bredere randstrook (veiligheidszone) wordt aangehouden. Verder geldt dat bij het zuigen van een volgende laag er niet meer in de 'afgewerkte' bovengelegen taluds wordt gewerkt. De zuigbuis dient geleidelijk verdiept en verhaald te worden met een gemiddelde snelheid van ca. 0,7 à 0,9 mm/s en met een constante volumeconcentratie van maximaal 12*36 (mengseldichtheid kg/m 3 ). De initiële bresdiepte 3 bedraagt hierbij circa 1 m. Om de kans op schade als gevolg van een instabiel onderwatertalud te voorkomen (zie ook hoofdstuk 9) is het van belang dat bij het winnen van zand het definitieve (opgeleverde) onderwatertalud vergelijkbaar is aan het taludontwerp. Dit betekent dat er eisen moeten worden gesteld aan de baggernauwkeurigheid van de winzuiger. De voor dit project toegepaste winzuiger is uitgerust met positionerings- en een diepteregistratiesysteem en de benodigde productie monitoringssystemen zodat de winzuiger in staat is om een 2a baggertolerantie te realiseren van circa 2 m [Ref. 10]. Het definitieve oplevertalud zal dus afwijken van het ontwerp. Op basis van het gegeven dat de toegepaste winzuiger is uitgerust met een adequaat positioneringssysteem wordt voorgesteld om ter plaatse van het talud een baggertolerantie van +/-1 m toe te passen, waarbinnen het definitieve opgeleverde talud tenminste valt. Voor risicobeheersing van de taludstabiliteit is het essentieel dat de zuigkop niet door de tolerantielįjn van +1 m wordt gestoken. Opgemerkt wordt dat de ontwikkeling van het talud tijdens het winnen gevoelig is voor de verhaalsnelheid. Een hogere verhaalsnelheid dan OJmm/s leidt tot een verflauwing van het talud in het diepere zand, tussen ca. N.A.P. -30 m en -35 m en daarmee tot een vergrote kans op 3 nitiële bresdiepte = De insteekdiepte van de zuigbuis in het ongeroerde zandpakket. Wiertsema ŵ Partners NGENEURS 29 van 412

30 blad 30 onbeheerst bressen. Daarnaast dient het gezogen talud gedurende de zandwinning regelmatig te worden gepeild Hierdoor kan de resulterende helling aan de hand van de gemeten dwarsprofielen worden geverifieerd. Tevens kan er voldoende afstand worden gehouden tot het eerder aangezogen talud, zodat een vereiste afstand kan worden gehandhaafd om een meewerkende bres te voorkomen. 8.4 Peilfrequentie Met regelmatig peilen wordt in dit winplan een onderscheid gemaakt voor het winnen van zand midden in de Beuningse plas en het winnen van zand op de taluds. Zand winnen midden in de winput Voor het winnen van zand midden in de winput (het gebied binnen de diepwin-contourlijn) wordt geadviseerd om te beginnen met een dr iemaandelijkse peiling van het gebied, waar de winzuiger actief is geweest (dus vol in productie). Op basis van de peilingen kan dan inzicht worden verkregen in de actuele taludontwikkeling. Als uit de analyse blijkt dat er sprake is van een regelmatige verwachte taludontwikkeling, dan kan de peilfrequentie worden verlaagd naar een halfjaarlijkse peiling. Zand winnen op de taluds Wanneer de diepcontourlijn wordt overschreden, dan dient de winzuiger laagsgewijs het talud aan te zuigen zoals hiervoor is aangegeven. Om te kijken of de taludontwikkeling ook daadwerkelijk voor iedere oever optreedt, wordt voorgesteld om over een periode van 1 volle productiemaand de taludontwikkeling te volgen, door middel van twee wekelijkse peilingen ter plaatse waar de winzuiger werkzaam is. Op basis van analyse van peilingen in combinatie met de baggercondities kan dan een keuze worden gemaakt in de toe te passen baggercondities (verhaalsnelheden, initiële breshoogte en zuigconcentratie) en peilfrequentie. Wiertsema Partners mm NGENEURS Blad 30 van 412