Overzicht Drijvend Baggermateriaal

Transcriptie

1 Overzicht Drijvend Baggermateriaal Het baggermateriaal kan, volgens de manier van werken, in 4 groepen worden onderverdeeld: Mechanisch Hydraulisch Specialistisch kleinschalig Hulpmateriaal (geen stort) MECHANISCH Emmerbaggermolens bladen 3 en 4 Baggerlepelaars bladen 5, 6 en 7 Grijperkranen bladen 8 en 9 Dit type baggerschepen zijn uitermate geschikt om harde, compact grondsoorten of puin te verwijderen en/of in kleine ruimtes te werken HYDRAULISCH Sleephopper/Steek zuigers bladen 10,11,12, en 13 Snijkop zuigers bladen 14 en 15 Cutter eilanden -wandelend bladen 16, 17, 18 en 19 Graafwiel zuigers blad 20 Bodemschijf zuigers blad 20 Wormwiel (Auger) zuigers blad 21 Schaafkop zuigers blad 22 Schep zuigers blad 23 Win (bodem) zuigers blad 24 Spleetkop (Dustpan) zuigers blad 25 Bakkenzuiger (zie hulpmateriaal) blad 36 Deze schepen zijn uitgerust met centrifugaalpomp(en) en zuigen met hun zuigbuis een mengsel van (losgesneden) grond en water op en persen dit mengsel via de persleiding naar een stort (plaats) of direct in een laadruim Blad 1

2 SPECIALISTISCH KLEINSCHALIG MATERIAAL Waterinjectie blz. 26 Ploeg- of egalisatie werktuigen blz. 27 Punaise blz. 28 Jetlift-Luchtpomp-Pneumatisch-Toyo pumps - blz. 29 Dop baggerdompelpomp blz. 30 Amfibie werktuigen blz. 31 Al deze specialistische werktuigen zijn ontworpen voor specifieke situaties en worden meestal ingezet bij kleinschalig baggerwerk, zoals het onderhoud van smalle vaarwegen, kleine havens, meren, kanalisatie etc. HULPMATERIAAL (geen stort) Beunschepen blz. 32 & 33 Grondpers/Kleilegger blz. 34 Tussenstations blz. 35 Bakkenzuigers blz. 36 Sproeiponton blz. 37 Steenstorters blz. 38 & 39 Valpijpschepen blz. 40 & 41 Al dit materiaal wordt gebruikt voor o.a.: -onderhoudsbaggerwerk, zoals op diepte houden van vaarwegen, meren en havens - landaanwinning, zoals maken van eilanden in zee en opspuiten van stranden, zand en grind voor aanleg van wegen en de bouwindustrie -offshore - sleuven in de zeebodem maken om pijpleidingen/kabels in te leggen en vervolgens weer af te dekken met stenen. (zee) mijnbouw - het winnen van ertsen (goud, tin, bauxiet, mangaanknollen). Zand - en grindwinning Dit overzicht is samengesteld door Bert Lodonk (g.lodonk@chello.nl) uit diverse eerder verschenen publicaties. Uw commentaar- op- of aanmerkingen - aanvullende informatie etc. wordt zeer gewaardeerd. Januari 2011 Blad 2

3 Emmerbaggermolens blad 3 De emmerbaggermolen is een werktuig dat materiaal van de bodem schept en boven water haalt met behulp van emmers. De emmers zijn met tussenschalmen als een eindloze ketting aan elkaar geschakeld en gemonteerd op een scharnierend opgehangen emmerladder. De emmerbaggermolen werkt geankerd en om overlast voor het scheepvaartverkeer te verkleinen worden de verhaaldraden vaak over schijven onder water geleid. Via stortgoten wordt de specie in beunbakken gestort en afgevoerd. Soms wordt de specie ook via transportbanden aan land gebracht. Bij een pers -baggermolen wordt het opgebaggerde materiaal in een kuip gestort en met behulp van een in het schip geplaatste baggerpomp daaruit opgezogen en via de leiding aan de achterzijde van de molen doorgeperst naar de wal. Ook werd dit baggerwerktuig nog lang ingezet voor de grindwinning waarbij zeefinstallaties werden gebruikt net als bij de Tin molens. Nu nog ingezet voor milieuwerk. Mineraal baggermolen (Tin-Goud)

4 ROTS EMMERS GELASTE EMMERS Blad 4

5 BAGGERLEPEL - BACKHOE De hydraulische baggerlepelaars zijn gebaseerd op de grote, op het land gebruikte dieplepelgraafmachine en zijn gemonteerd op het uiteinde van een ponton die is voorzien van draadpalen. Ook worden er wel palen gebruikt met tandheugels. De ponton kan daardoor omhoog en omlaag bewegen. Het belangrijkste voordeel van dit werktuig is dat hij in een grote verscheidenheid aan materialen kan baggeren, waaronder puin en zachte, verweerde of gebroken rotsen. Als de kraan het materiaal naar zich toe trekt noemt men dat een dieplepel en tegenovergesteld heet het een hooglepel (alleen voor ondiep water) Backhoe/Dipper BACKACTER Dit is de nieuwste uitvoering van een Backhoe/dipper werktuig en in tegenstelling tot de bestaande conventionele types heeft men de hydraulische aandrijving van de kraan verplaatst naar de machinekamer in het ponton, waarbij de hydrauliek unit tevens de voortstuwing- en het paalhefsysteem aandrijft. De Backacter is dus speciaal voor maritiem gebruik ontworpen en heeft als voordeel dat men hogere hijs- en penetratiekrachten kan bereiken en door een grotere draaikrans (tot 6 meter) is meer dumpreikwijdte ontstaan. Ook het contragewicht zoals dat op de conventionele kraan nodig was is nu verdwenen. Blad 5

6 Hydrauliek Backacter -layout blad 6

7 Bagger lepel (Dipper) Voor werkzaamheden in zware grond (harde klei en stenen) Dit mechanisch werkend baggervaartuig heeft t.o.v. de productie een groot geïnstalleerd vermogen nodig. De lepel werkt van het schip af. Na de opkomst van sterke cutterzuigers en grote backhoes daarom vrijwel verdwenen. Blad 7A

8 Blad 7B

9 Grijperkranen Vanaf een stationair ponton of varende hopper werken de grijpers aan kranen of kraanbalken. De kranen zijn op een draaikrans aan de ponton bevestigd maar het is ook mogelijk om de op het land gebruikte machines met rupsbanden (draglines) op een ponton te rijden. Opgebaggerd materiaal wordt in onafhankelijk opererende bakken gestort. Grijpers kunnen zowel specie als voorwerpen (steenblokken, wrakken) aan en zijn daarom geschikt voor bijvoorbeeld het opruimen van moeilijk bereikbare wateren (stadsgrachten), voor grindwinning en voor onderhoudsbaggerwerk in onregelmatige waterbodems. Stationair werkend Zelfvarend met 2 kranen Blad 8

10 Milieu grijper Blad 9

11 Sleephopperzuigers Men maakt onderscheid in steek- en sleephopperzuigers. De eerste categorie is vooral van 1880 tot 1960 gebruikt en daarna verdrongen door de efficiëntere sleephopperzuiger. Dit zijn onafhankelijk opererende, goed manoeuvreerbare zelfladende/-lossende schepen. Varend met een over de bodem slepende sleepbuis (vergelijk het met een stofzuiger)vullen zij hun laadruim (hopper) en kunnen die lading dan over grote afstanden vervoeren. De sleepkop zorgt er voor dat het materiaal zo efficient mogelijk naar de zuiginlaat wordt getransporteerd. Voor het lossen van de lading zijn deze schepen vaak uitgerust met bodemdeuren-, -kleppen, of -schuiven. In geval van landaanwinning gebruikt men een boegkoppeling waarop de persleiding wordt aangesloten of een spuitmond (rainbowing) om het baggermateriaal met behulp van de centrifugaalpompen uit de hopper naar buiten te persen. Een weinig gebruikte maar wel heel speciale manier van lossen is het terugpompen via de zuigbuis (backfilling) Zie verder voor lossystemen ook splijthopperzuiger en grindzuiger op blz. 13 Sleepzuiger Steekzuiger blad 10

12 Blad 11

13 Bodemdeuren - Bodemschuiven Kegelklep Overzicht lossytemen blad 12

14 Splijthopper zuiger blz.13 Dit baggerschip heeft wel een heel bijzondere manier van lossen. De romp, bestaande uit twee symmetrische delen, kan middels scharnieren en sterke hydraulische cilinders in de lengterichting open klappen om de lading te storten. Wordt vaak toegepast bij moeilijke te lossen materiaal zoals zware klei maar ook voor grind/steen waarbij de binnenwand van de beun(hopper) versterkt /beschermd moet worden. Grindzuiger Het lossen gebeurd door middel van grijperkranen of door een trekbak- of graafwiel in het beun, waarbij het grind eerst in een voedingsbak wordt gestort om vervolgens via transportbanden aan land te worden gebracht.

15 Snijkop (-Cutter)zuigers Er zijn twee soorten snijkopzuigers: stationaire en zelfvarende De snijkopzuiger is een schip dat wordt ingezet om hardere grond of zelfs rots af te graven. Tijdens het baggeren is de zuiger met een paal - de werkspud - en 2 voorzij ankers afgemeerd. De 2 e spud wordt alleen gebruikt om de zuiger 1 snede vooruit te plaatsen (stappaal) en bij grotere cutterzuigers wordt daarvoor een paalwagen gebruikt. Door met behulp van lieren de ankerdraad in te halen en de andere draad gelijktijdig te laten vieren zwaait het schip een vastgestelde sector heen en weer om de spud(paal) = de swing. Tijdens deze zwaaibeweging snijdt de draaiende snijkop de grond los, die door de centrifugaalpomp wordt opgezogen en via de aan de achterzijde gekoppelde drijvende leiding aan land wordt gepompt. Incidenteel wordt de specie ook via aan de zijkant van de zuiger gemonteerde sproeierarmen in beunschapen geladen - het zogenaamde bakkenlaadsysteem. Alle moderne zuigers zijn met computers uitgerust om het baggerproces te optimaliseren. Cutter glad Cutter getand Cutter met beitels Cutter voor rots Blad 14

16 blad 15

17 WANDELENDE CUTTER EILANDEN Simon Stevin (Camel) Dit zeer speciale baggerwerktuig werd ontworpen voor zwaar baggerwerk op zee waarbij de golfslag veel minder storend zou zijn zoals dat bij de grote cutterzuigers wel het geval is. Technisch gezien is dit voor de baggerwereld het meest dure en hoogstaande project ooit geweest. In 1978 werd door Rijn-Schelde-Verolme aan de bouw begonnen en in 1982 kon men pas proefbaggeren. Mede door de veel te late oplevering en de problemen ontstaan door de tussentijdse fusie tussen Adriaan Volker en Stevin Baggeren heeft dit cuttereiland nooit gewerkt en is dus als nieuw gesloopt, waarbij de nog bruikbare delen zijn verkocht. Blad 16

18 Blad 17

19 Al Wassl Bay In tegenstelling tot de Simon Stevin heeft dit cuttereiland in 1979 een groot werk uitgevoerd en wel de toegang tot de haven van Mina Jebel Ali gebaggerd. Op 5 juli 1977 werd door Gulf Cobla (Private)Ltd. aan Mitsubishi Heavy Industries in Japan de bouwopdracht verstrekt. Op 22 juni 1978 werd het eiland gedoopt en eind november van dat jaar opgeleverd. Het opgebaggerde materiaal werd afgevoerd door drie speciaal daarvoor door A. Vuyk & Zn. gebouwde 1250 m3 metende zelfvarende bakken. Ook dit cuttereiland is na dat ene werk gesloopt en de bakken verkocht aan een Nederlandse aannemer. cutterladder Blad 18

20 Cuttereiland met zelfvarende bakken Technische gegevens: Lengte over alles: 94 meter Uiterste hoogte ponton boven water: 6 meter Breedte platform: 59 meter Cutter vermogen: 2200 kw Baggerdiepte: 30 meter Onderwaterpomp vermogen: 1618 Zwaaibereik cutter: 66 meter Totaal geinstalleerd vermogen: 6140 kw Blad 19

21 Graafwiel in plaats van de snijkop Een graafwiel is symmetrisch en werkt in beide richtingen even effectief. Daardoor heeft men niet het probleem van mee- en tegenstromend snijden zoals dat bij de snijkop het geval is. De baggerdiepte mag echter niet te gering zijn omdat anders de zuigmond boven water komt. Daardoor kunnen de eisen voor het talud niet al te scherp zijn. Bodemschijf cutter De cutter bestaat uit een cirkelvormige bodemplaat, die bij het baggeren vrijwel horizontaal gehouden kan worden waardoor het goed mogelijk is een goede gladde bodem te maken en ook uiterst geschikt is voor het verwijderen van verontreinigde grond (milieu technisch) De zuigmond bevindt zich binnen in de cutter. Blad 20

22 Wormwiel zuiger Werkt als een snijkopzuiger maar de snijkop is dan vervangen door een zogenaamd Archimedean screw- een wormwiel wat de specie ophevelt en naar de zuigmond voert. Voor de verankering gebruikt men geen spuds maar voor- en achterzijdraden. Wordt veelal gebruikt voor milieu-baggerwerk. Blad 21

23 Schaafkop Dit is een milieuvriendelijk baggerwerktuig waarbij tijdens het baggeren de schaafkop door de vervuilde sliblaag wordt getrokken, waarbij minimale vertroebeling en weinig mors ontstaat.. De kop is een platte, open trechter waardoor het slib de kop wordt ingeduwd tot deze geheel met slib is gevuld en het overtollige water is weggedrukt. Tijdens het baggeren meten porositeitsmeters de dichtheid van het materaal in de kop om zo het proces te optimaliseren. Te stijve specie wordt met speciale mixers tot een verpompbaar mengsel vermalen. De baggerpomp van het schip zuig de kop dan leeg via de zuiginlaat en perst de vervuilde specie naar het stort. In 1 zwaai kan de zuiger over een breedte van 5.50 m. een 55 cm. dikke laag slib van de bodem wegnemen. De schaafkop is voor de eenvoud eenzijdig werkend uitgevoerd en om tijdverlies te voorkomen wordt de arm teruggezwaaid door zijlieren met een verhaalsnelheid van 60 m. per minuut. Tijdens het zuigen verankert de zuiger zichzelf op een spudpaal en verplaatst zich na elke zwaai met behulp van een paalwagen 5.50 naar voren en kan dan een nieuwe zwaai maken. Blad 22

24 Schep zuiger Dit is een Amerikaanse variant van een cutterzuiger speciaal aangepast om te baggeren in verontreinigde grond. Een tweezijdig functionerende bagger kop is gemonteerd die de zuiger in staat stelt om in twee tegenovergestelde zwaairichtingen te werken. Daardoor heeft men niet het probleem van mee- en tegenstromend snijden zoals dat bij de snijkop het geval is. Blad 23

25 Win- of bodem- zuigers blad 24 Type winzuigers: -bakkenlader -perszuiger - diepzuiger -spleetkop (dustpan) zuiger De winzuiger is een geankerd stationair werkend baggerwerktuig, dat alleen wordt ingezet voor zandwinning. De zuigbuis zuigt onderaan een talud of bres waardoor het op te zuigen zand gemakkelijk naar de zuigbuis stroomt. Als de winzuiger op grote diepte moet werken en de zuigpomp zich buiten het casco, dus op de ladder is geplaatst, dan spreekt men van een diepzuiger. Als het opgezogen zand via een drijvende leiding aan de achterzijde van de zuiger wordt afgevoerd dan spreekt men van een perszuiger en bij de bakkenlader wordt het opgezogen materiaal via een bakkenlaadsysteem aan de zijkanten in bakken gesproeid. Diepzuiger

26 Spleetkop (dustpan) zuiger In tegenstelling tot de diepwinzuiger werkt de dustpan niet in verticale- maar in horizontale richting. Deze werkwijze wordt vaak toegepast in Amerika voor het onderhoud van grote rivieren en is dus alleen geschikt voor slib en geen harde grond Blad 25A

27 Overzicht diverse zuigkoppen (geen trailers) Blad 25B

28 Waterinjectie Door het onder lage druk injecteren van water in de bodem ontstaat er een geconcentreerde stroom en verplaatst het slib zich als gevolg van de zwaartekracht of stroming Het injecteren vindt plaats via waterjetpijpen die op een injectiebalk zijn gemonteerd. Blad 26

29 Ploeg Dit is een stalen constructie (kaasschaaf) die men met behulp van een, achter op een sleepboot of ander vaartuig, geplaatste hijsbok op de bodem kan laten zakken. Op deze manier wordt de baggerspecie weggetrokken naar een andere plaats waar eventueel de sterke stroming het materiaal verspreidt. Wordt o.a. gebruikt voor het uitdiepen van kleine havens en waterwegen. Deze werkwijze is ook zeer geschikt voor het egaliseren van de waterbodem. Blad 27

30 De Punaise blad 28

31 Luchtpomp zuigers Bij deze methode wordt net na de zuigmond lucht in de zuigbuis geïnjecteerd. Deze lucht stijgt op in de buis waardoor een stroming ontstaat die het zand transporteert. Het zogenaamde Venturi effect. Het voordeel is dat er geen bewegende, dus geen slijtende delen, nodig zijn bij dit proces. Wordt vanwege lage productie weinig toegepast maar wordt bijvoorbeeld o.a. door duikers gebruikt voor het vrijmaken van structuren onder water Venturi effect Voornamelijk gebruikt in Japan - grote dieptes blad 29

32 DOP Baggerdompelpomp Kan elektrisch of hydraulisch worden aangedreven en worden voorzien van verschillende zuigkoppen blad 30

33 Amfibie werktuigen Zijn er in heel veel uitvoeringen -drijvend, met rupsbanden - uitgevoerd met maaikorven -bulldozerbladen etc. etc. Met graafbak Met graafbak -uitv. rupsbanden Als zuiger met grijperkraan Als bulldozer met maaikorf Blad 31

34 DIVERSE SOORTEN BAKKEN Mechanische baggerwerktuigen als de emmerbaggermolen, de grijperkraan of de backhoe zijn voor het transport van de gebaggerde grond bijna altijd aangewezen op transportbakken. Ook bij het baggeren door een hydraulisch baggerwerktuig als een cutterzuiger kan het soms nodig zijn om bakken voor het transport toe te passen als transport per pijpleiding niet mogelijk is door een te grote transportafstand. Transportbakken bestaan er in vele uitvoeringsvormen en afmetingen. De inhoud van een bak kan variëren van minder dan 100 m 3 tot enige duizenden m 3. De grote bakken zijn dikwijls zelfvarend en varen met hun eigen voortstuwing vanaf de baggerlocatie naar de losplaats en terug. Kleinere bakken zijn meestal niet zelfvarend en worden gesleept of geduwd. Het lossen van de bakken kan, afhankelijk van de uitvoeringsvorm op verschillende manieren plaatsvinden: Door een eigen bodem lossysteem, zoals met behulp van bodemkleppen (onderlosser) of door in de lengterichting open te splijten (splijtbak). Via een externe losmogelijkheid, zoals met behulp van een grijperkraan of met behulp van een bakkenzuiger, die de grond in de bak met water vermengt, opzuigt en per pijpleiding verder transporteert. Een dergelijke bak met waterdicht laadruim wordt wel elevatorbak genoemd. Ook een splijtbak kan op deze wijze gelost worden. Zelfvarende splijtbak Blad 32

35 Motor beunbak Duw beunbak Elevator (veter) blad 33

36 Kleilegger Blad 34

37 Tussenstation (Booster) Het tussen (opjaag) station ook wel Booster genoemd moet er voor zorgen dat bij het over een grote afstand aan land persen van bagger specie de druk niet afneemt in de persleiding zodat die zou verzanden. Blad 35

38 Bakkenzuiger Dit baggermateriaal wordt gebruikt om het met de transportbakken aangevoerde zand op te zuigen en aan land te transporteren. Een hogedruk waterpomp spuit met grote kracht water in de beun van de bak om dit los te woelen en een zand/water mengsel te vormen dat geschikt is om op te zuigen en verder aan land te persen. De zuiger ligt afgemeerd aan de oever en perst de baggerspecie via een vaste land(wal)leiding naar de stortplaats. Blad 36

39 Sproeiponton Dit werktuig sproeit een door een drijvende leiding aangevoerd mengsel van water-zand in het water dat langzaam naar de bodem zakt en zo in gelijkmatige dunne lagen een zand (afdek) laag op de waterbodem vormt. Zo kan men uit milieu overwegingen een slib/veenlaag afdekken maar deze manier wordt ook toegepast voor het maken van taluds. De sproeiponton verplaatst zich door middel van ankerdraden, die bevestigd zijn aan de rondom liggende ankerpontonnen. Wordt soms ook gebruikt als bakkenlader. Blad 37

40 Steenstorters Grote hoeveelheden De steenstorter verplaatst grote hoeveelheden stenen. Het schip heeft een dek dat geschikt is om een groot gewicht aan stenen op te laden. Via verschillende lossytemen worden de stenen op de plaats van bestemming in het water gedeponeerd. Blad 38

41 Blz. 39

42 Valpijpschepen Nauwkeurige positionering Een valpijpschip deponeert stenen op de plaats van bestemming via een valpijp. Aan boord van het schip voert men de stenen door de valpijp, terwijl het schip zich beweegt over het af te storten gebied. Het uiteinde van de valpijp bevindt zich slechts enkele meters boven het installatieniveau en wordt nauwkeurig gepositioneerd door een op afstand bestuurbaar plaatsbepalingsysteem DP (Dynamic Position) genoemd. Wordt gebruikt om de sleuf (trench) waarin pijpleidingen of kabels in zee liggen af te dekken. Ook kan onderaan de pijp een graafkop worden aangebracht, die omgekeerd de sleuf (trench) weer open maakt - Cleaning unit Een andere mogelijkheid is met behulp van van een centrifugaalpomp op grote diepte te baggeren Dredging unit Voor het maken van een sleuf (trench) of het opschonen van de zeebodem kan men gebruik maken van de Jet-excavator Blz. 40

43 FALLPIPE CEANING UNIT DREDGING UNIT JET EXCAVATOR Blz. 41