Het 'Rehandle' Werktuig: Onderzoek naar de inzet van een baggerwerktuig voor het winnen van zand uit een klapput, ten behoeve van het uitvoeren van zandsuppleties

Het 'Rehandle' Werktuig: Onderzoek naar de inzet van een baggerwerktuig voor het winnen van zand uit een klapput, ten behoeve van het uitvoeren van zandsuppleties

Biemond, P.G.

d'Angremond, K. (mentor)
Van der Schrieck, G.L.M. (mentor)
Roelvink, J.A. (mentor)

Civil Engineering and Geosciences

Hydraulic Engineering

1993-08-05

Een goed alternatief voor een bij strandsuppleties naar de wal persende sleephopperzuiger is een gescheiden systeem, met een 'rehandle dumpput' . De sleephopperzuiger dumpt hierbij het gewonnen zand in een put, waarna een tweede werktuig dit zand verder richting het strand verpompt. Het doel van deze studie is de uitwerking en de inpassing van het in te zetten 'rehandle werktuig'. Gelet moet worden op een uitvoeringsmethode die minder gevoelig is voor wisselende weersomstandigheden dan de huidige uitvoeringsmethode. Bij het uitvoeren van een suppletie vanaf open zee wordt de werkbaarheid (het aantal operationele of draai-uren) bepaald door een aantal factoren: • bewegingen door zeegang en deining • het aantal (logistiek) werkbare uren • de eigenschappen van de grond • de wijze van verankering. De voor de Nederlandse kust geldende omgevingscondities worden uitgedrukt in onder meer statistische verdelingen van golven en wind. Met name de beschrijvingen van significante golfhoogten en -perioden (seastates) is goed bruikbaar. Door het combineren van de algemene werkbaarheidsgegevens van het in te zetten materieel met de. omgevingscondities valt de werkbaarheid van dat materieel op een specifieke locatie vast te stellen. Daaruit wordt gevonden dat door een grote sleephopperzuiger 7000 m' in 2 ~ uur aangevoerd kan worden. Dit komt neer op een gemiddelde aanvoer van ruim 3000 m' zand per uur, door te voeren door het 'rehandle werktuig'. Aan de hand van een aantal functionele eisen en randvoorwaarden is een lijst met voor deze situatie geschikte werktuigen opgesteld. Drie werktuigen opererend vanaf het wateroppervlak: • cutterzuiger (snijkopzuiger) • winzuiger (diepzuiger) • semi-submersible dredge. Drie werktuigen opererend vanaf de zeebodem: • de 'Punaise' • systeem met ejecteurpompen • een 'leegzuigkanaal ' . Deze verschillende werktuigen zijn afgewogen aan de hand van een aantal criteria: • invloed van de golfwerking (boven en onder water) • invloed van het stortproces (" " " " ) • kosten van de uitvoering (de gehele suppletie) • gevoeligheid voor kostenvariaties • extra uit te voeren werkzaamheden • de uitvoerbaarheid van een bepaalde methode. Het blijkt dat de vanaf de zeebodem opererende werktuigen het beste aan de gestelde criteria voldoen. Met name de gevoeligheid voor kostenvariaties speelt hierin een grote rol. Van de vanaf de zeebodem opererende werktuigen wordt bij de 'Punaise' en het systeem met GENFLO ejecteurpompen de uitvoerbaarheid niet mogelijk geacht. Het 'leegzuigkanaal' blijkt het best inzetbare werktuig en is verder uitgewerkt.De werking van het 'leegzuigkanaal' is gebaseerd op het leegzuigproces zoals dat in het beun van de sleephopper wordt toegepast. Het zand wordt door het inspuiten van jetwater vloeibaar gemaakt (gefluïdiseerd) om vervolgens weggezogen te worden. Een fluïdisatiepijp wordt op de bodem van de dumpput aangebracht, waarop het zand door de sleephopper gestort wordt. Door de aan de pijp aangebrachte nozzles (spuitmondjes) wordt water horizontaal het zandpakket ingespoten. Boven de pijp ontstaan dan verticale kolommen van gefluïdiseerd zand. Deze kolommen sluiten aaneen tot een lang gerekt fluïdisatiekanaal. Door het wegzuigen van het zand-water-mengsel zal door een combinatie van bresgedrag (afschuiven van het zand in de dumpput) en fluïdisatie al het zand in de dumpput naar de zuigmond toestromen. Aan de hand van de zandeigenschappen, de diameter van de fluïdisatiepijp en de dikte van de bovenliggende zandlaag is het debiet voor de fluïdisatie van dit zand berekend. Dit is: 0,0065 m3/s per strekkende meter pijp. De nozzles komen aan beide kanten van de pijp, om de 1,93 meter. De diameter van de nozzles bedraagt ± 27 mm. Bij de zuigput is naar de volgende onderdelen gekeken: • de vormgeving. Deze hangt onder meer af van het benodigde volume (minimaal één hopperlading) , benodigde laagdikte in de put, oploophoogte van het gestorte zand en de afmetingen van het beun van de sleephopper. Een put van 50 m lang, 10 m diep en taludhelling 1:2 wordt gevonden. • de produktie van de put. Dit hangt af van de toestroming van zand naar de zuigmond. Analyse van het bresgedrag (walletjestheorie) in de put geeft een putproduktie van 2500 à 4800 m' per uur, wat voldoende moet zijn om het aangevoerde zand door te voeren. • het aantal putten. Gebaseerd op de werkvolgorde van storten en leegzuigen, eventuele buffervoorraad en de mogelijkheden voor de aanleg van de putten wordt gevonden dat twee (aaneengesloten) dumpputten nodig zijn. Het totale zuigsysteem is vervolgens opgesteld. De putten worden om en om leeggezogen vanuit het midden van deze aaneengesloten putten. Het zand-water-mengsel wordt vervolgens via een zuigleiding naar een Self Elevating Platform gepompt. Op dit platform bevinden zich de baggerpomp, een boosterstation en de bedieningsruimten voor het gehele leegzuigsysteem. Vervolgens wordt het mengsel vanaf dit platform door een zinkerleiding richting het strand geperst. De zo opgestelde uitvoeringsmethode voor het uitvoeren van suppleties vanaf open zee blijkt beduidend goedkoper te zijn dan de 'huidige' methode en het systeem is ongevoelig voor ongunstige weersomstandigheden (bij ongunstige omstandigheden kan deze methode nog goedkoper uitvallen). Bijkomend voordeel is dat men hierdoor voor de uitvoering van suppleties minder aan de zomermaanden gebonden is.

strandsuppleties
sleephopperzuiger
rehandle dumpput

http://resolver.tudelft.nl/uuid:603b257c-6fc0-4b1c-8862-8e7a17b56e4d

Student theses

master thesis

(c) 1993 Biemond, P.G.