Richtlijn herstel en beheer (water)bodemkwaliteit

Baggeren en transporteren, principe van de techniek, snijkopzuiger met diverse graafsystemen

De snijkopzuiger is een continue gravend baggerwerktuig en is verankerd door middel van een spud (werkpaal) en zijdraden. De snijkop bevindt zich ter plaatse van de mond van de zuigleiding. Met de snijkop wordt de grond losgesneden en als een grond-watermengsel met één of meerdere in het schip opgestelde pompen opgezogen en via een drijvende leiding en walleiding naar het stort geperst. In het geval van grote baggerdiepten wordt de snijkopzuiger wel voorzien van een onderwaterpomp.

Tijdens het baggeren zwaait de snijkopzuiger om de werkpaal (rotatiepunt) die aan de achterzijde van het schip is opgesteld. De rotatie van het schip vindt plaats door het halen en vieren van voorwaarts geplaatste zijankerdraden. Na het voltooien van een zwaaibeweging wordt de zuiger met behulp van de werkpaal en paalwagen naar voren gedrukt (stap), waarna een nieuwe zwaaibeweging volgt. Na een aantal van dergelijke stappen (slag) heeft de paalwagen de uiterste achterste positie bereikt en wordt de werkpaal met de paalwagen naar voren gebracht en begint een nieuwe cyclus. Tijdens dit verhalen van de paalwagen wordt de zuiger verankerd met de stappaal. Door de verankeringswijze en gebruik van een baggerautomaat, waardoor de snijkop een ingesteld baggerprofiel kan volgen, wordt een grote baggernauwkeurigheid verkregen. De werkwijze van de snijkopzuiger is schematisch aangegeven in onderstaande figuur.

Kleinere zuigers zijn minder vaak uitgerust met een paalwagen vanwege de benodigde extra investering. In zo’n geval wordt met twee vaste spudpalen gewerkt. Bij het verwijderen van verontreinigde baggerspecie zal veelal gebruik worden gemaakt van kleine tot middelgrote zuigers. De zwaaibreedte van deze zuigers varieert van 30 tot 80 m. De slaglengte kan variëren tussen de 3 en 5 m en de staplengte tussen de 0,3 en 0,7 m. De baggerdiepte varieert tussen de 2 en de 15 m.

De hoeveelheid mors wordt beperkt door het volume aangesneden grond af te stemmen op de zuigproductie van de zuiger. Dit is een gecompliceerd proces. De hoeveelheid aangesneden grond wordt bepaald door de stapgrootte van de zuiger, de zwaaisnelheid en de breshoogte van de te ontgraven grond. Deze laatste is afhankelijk van de grondgesteldheid. Bij samenhangende grond zal de breshoogte bepaald worden door het aangesneden profiel. Bij niet samenhangende grond en slib wordt de breshoogte bepaald door het evenwichtsprofiel van de grond. Na het passeren van de snijkop kan er alsnog mors optreden door bezwijken van het aangesneden profiel. De zuig/perscapaciteit wordt bij gegeven pompvermogen, persafstand en leidingdiameter bepaald door de grondgesteldheid. Een variabele grondgesteldheid levert derhalve een variabele zuig/perscapaciteit. Zo kan minder vastgepakt zand buiten het aangesneden profiel worden opgezogen of kan grover materiaal achterblijven. De zuigproductie kenmerkt zich door de concentratie van het opgezogen grond-watermengsel en de snelheid van het mengsel in de leiding.

Het principe van de snijkopzuiger (wijze van voortbewegen, ladderophanging van zuigbuis, graafkop bevestigd aan zuigmond) wordt gebruikt voor de volgende typen snijkoppen die ten behoeve van milieuvriendelijk baggeren door Nederlandse aannemers en de industrie zijn ontwikkeld:

Deze toepassingen onderscheiden zich door een in hoge mate ontwikkeld systeem van procescontrole zoals:

  • controle van de watertoevoer in de zuigkop door de opening af te stemmen op de aan te snijden laagdikte;
  • het toepassen van een ontgassingssysteem zodat hoge concentraties in de zuig- persleiding worden behaald;
  • afstemmen van de zuigcapaciteit op het aangesneden volume waterbodem zodat de mors tot een minimum wordt beperkt;
  • gebruikmaking van een digitaal terreinmodel (DTM) voor het controleren van het aangesneden volume waterbodem.

Naast deze procescontrole kent men, afhankelijk van het type snijkop, diverse maatregelen ter voorkoming van vertroebeling. De klassiek snijkop is minder geschikt voor milieuvriendelijk baggeren.