BE1018577A4

BE1018577A4 - Dredging vehicle and method for loading the dredging vehicle with dredging spoil.

Info

Publication number: BE1018577A4
Application number: BE2009/0253A
Authority: BE
Inventors: Nieuwenhuijzen Erik Van; Den Broeck Marc Van
Original assignee: Dredging Int
Priority date: 2009-04-22
Filing date: 2009-04-22
Publication date: 2011-04-05
Also published as: EP2422019A1; AU2010240899A1; AR076993A1; AU2010240899B2; TWI525236B; EP2422019B1; WO2010122093A1; TW201114987A

Abstract

De uitvinding betreft een werkwijze voor het beladen van een baggertuig (1) met baggerspecie in een daartoe voorzien laadruim (2) met in hoogte instelbare overloop (10). In de werkwijze wordt een baggerspecie/water mengsel via een inlaat (3) in hetlaadruim (2) gevoerd, waarbij het mengsel hierin door bezinking van de zwaardere baggerspeciedeeltjes een bezonken laag (20) vormt. De hoogtestand van de overloop (10) boven het bezonken laag (20) wordt bijgeregeld afhankelijk van een tijdens het vullen van de laadruim (2) gemeten waarde van een stuurparameter, in het bijzonder van de gemiddelde horizontale snelheid van het niet bezonkenbaggerspecie/watermengsel boven het bezonken laag (20) tussen de inlaat (3) en de overloop (10). Met de uitgevonden werkwijze kan de kwaliteit van het gebaggerde mengsel beter worden gestuurd. De uitvinding betreft eveneens een baggertuig dat in het bijzonder is uitgerust vor het uitvoeren van de uitgevondenwerkwijze.The invention relates to a method for loading a dredger (1) with dredged material in a cargo hold (2) provided for this purpose with a height-adjustable landing (10). In the method, a dredge / water mixture is fed via an inlet (3) into the cargo hold (2), wherein the mixture forms a settled layer (20) therein by settling the heavier dredge spoil particles. The height of the overflow (10) above the settled layer (20) is adjusted depending on a value of a control parameter measured during the filling of the cargo hold (2), in particular on the average horizontal speed of the non-settled dredge spoil / water mixture above the settled layer (20) between the inlet (3) and the overflow (10). With the invented method, the quality of the dredged mixture can be better controlled. The invention also relates to a dredge which is particularly equipped for carrying out the invented method.

Description

Baggertuig en werkwijze voor het beladen van het baggertuig met baggerspecieDredging vehicle and method for loading the dredging vehicle with dredging spoil

De uitvinding heeft betrekking op een werkwijze voor het beladen van een baggertuig met baggerspecie. De uitvinding betreft eveneens een baggertuig dat in het bijzonder is uitgerust voor het uitvoeren van de uitgevonden werkwijze.The invention relates to a method for loading a dredging vehicle with dredging spoil. The invention also relates to a dredging vehicle which is particularly equipped for carrying out the invented method.

Bij het baggeren met een baggertuig, zoals bijvoorbeeld een sleephopperzuiger, wordt op bekende wijze een mengsel van baggerspecie en water opgezogen via een op een zuigleiding aangesloten, en over de waterbodem bewegende sleepkop, en via een inlaat in een laadruim (of hopper) van het baggertuig gevoerd totdat het laadruim volledig is gevuld. De maximale vulhoogte van het laadruim wordt bepaald door de hoogtestand van een in het laadruim van het baggertuig aanwezige overloop, die een open verbinding vormt met het water, bijvoorbeeld via de onderzijde van het baggertuig.When dredging with a dredging vehicle, such as for example a trailing suction hopper dredger, a mixture of dredging sludge and water is sucked up in a known manner via a drag head connected to a suction line and moving over the water bottom, and via an inlet in a cargo hold (or hopper) of the dredging vehicle until the cargo hold is completely filled. The maximum filling height of the cargo hold is determined by the height of an overflow present in the cargo hold of the dredging vehicle, which forms an open connection with the water, for example via the underside of the dredging vehicle.

De in het laadruim verzamelde zwaardere baggerspeciedeeltjes zullen na enige tijd bezinken en aldus in de laadruimte een bezonken laag vormen van min of meer korrelvast gestapelde grovere deeltjes, welk laag in hoogte toeneemt naarmate het baggeren vordert. Bovenop de bezonken laag vormt zich een niet-bezonken laag van in water zwevende in hoofdzaak korrelcontactloze fijnere deeltjes. In de bekende werkwijze wordt de overloop in een hoogste stand geplaatst om het laadruim zo veel mogelijk te kunnen vullen, en om te vermijden dat niet-bezonken deeltjes via de overloop weer in het water terecht komen. Dit laatste dient vermeden te worden omdat de kans bestaat dat de troebelheid (of ‘turbiditeit’) van het water dan teveel toeneemt. Dit is nadelig voor de flora en fauna ter plaatse.The heavier dredging sludge particles collected in the cargo hold will settle down after some time and thus form a settled layer in the cargo space of more or less granularly stacked coarser particles, which layer increases in height as dredging progresses. On top of the settled layer a non-settled layer of finely particle-free, particulate particles floating in water forms. In the known method, the overflow is placed in a highest position in order to be able to fill the cargo hold as much as possible, and to prevent non-settled particles from re-entering the water via the overflow. The latter should be avoided because there is a chance that the turbidity (or "turbidity") of the water will increase too much. This is detrimental to the flora and fauna on site.

Zodra het niveau van het opgezogen baggerspecie/water mengsel de bovenzijde van de overloop bereikt loopt mengsel via de overloop terug naar het water. Bij het overlopen kan de diepgang van het baggertuig echter nog steeds toenemen doordat steeds meer zwaardere deeltjes bezinken, terwijl een mengsel van fijnere deeltjes en water door de overloop verdwijnt. In de bekende werkwijze blijft de overloop nog een tijdje in de hoogste stand staan totdat de sleephopperzuiger zijn maximum toelaatbare diepgang (ook wel aangeduid met baggermerk) heeft bereikt. Vanaf dat moment wordt het baggermerk constant gehouden door de overloop eventueel te laten zakken. Het baggeren wordt beëindigd op het moment dat er netto geen materiaal meer bezinkt. Er verdwijnt dan evenveel materiaal door de overloop als aan het laadruim wordt toegevoerd. Het via de overloop in het water terechtkomende baggerspecie/water mengsel kan, afhankelijk van bijvoorbeeld de stroming, opnieuw sedimenteren (op de waterbodem terugvallen), eroderen (op de waterbodem terugvallen en vervolgens meegenomen worden door de stroming) en/of worden getransporteerd (zonder te bezinken door de stroming meegevoerd worden). Zoals hierboven aangegeven dient er voor te worden gezorgd de troebelheid van het water niet te veel te laten oplopen.As soon as the level of the dredged sludge / water mixture that has been sucked up reaches the top of the overflow, the mixture runs back to the water via the overflow. During the overflow, however, the draft of the dredging vehicle can still increase as more and more heavier particles settle, while a mixture of finer particles and water disappears through the overflow. In the known method, the overflow remains in the highest position for a while until the trailing suction hopper dredger has reached its maximum allowable draft (also referred to as a dredging mark). From that moment the dredging mark is kept constant by possibly lowering the overflow. The dredging is ended when there is no more net settling. As much material disappears through the overflow as is supplied to the cargo hold. The dredging spoil / water mixture that enters the water via the overflow can, depending on, for example, the flow, re-sediment (fall back on the water bottom), erode (fall back on the water bottom and then be taken away by the flow) and / or be transported (without to be seduced by the current). As indicated above, care must be taken not to allow the turbidity of the water to increase too much.

Hoewel de bekende werkwijze een maximaal baggerrendement oplevert, is de kwaliteit van de in het laadruim bezonken baggerspecie voor verbetering vatbaar, en in het bijzonder niet goed controleerbaar.Although the known method yields a maximum dredging efficiency, the quality of the dredging spoil settled in the cargo hold can be improved, and in particular cannot be properly controlled.

De onderhavige uitvinding stelt zich ten doel in een werkwijze voor het beladen van een baggertuig met baggerspecie te voorzien, die onder andere bovengenoemd nadeel niet of in mindere mate bezit. Een andere doel is te voorzien in een baggertuig dat in het bijzonder is uitgerust voor het uitvoeren van de verbeterde werkwijze.The present invention has for its object to provide a method for loading a dredging vehicle with dredging spoil which, among other things, does not have the above-mentioned disadvantage or has it to a lesser extent. Another object is to provide a dredging vehicle that is particularly equipped for carrying out the improved method.

Dit doel wordt volgens de uitvinding bereikt door te voorzien in een werkwijze voor het beladen van een baggertuig met baggerspecie in een daartoe voorzien laadruim met in hoogte instelbare overloop, waarbij een baggerspecie/water mengsel via een inlaat in het laadruim wordt gevoerd, en hierin door bezinking van de zwaardere baggerspeciedeeltjes een bezonken laag vormt, en waarbij de hoogtestand van de overloop boven de bezonken laag wordt bijgeregeld afhankelijk van een tijdens het vullen van het laadruim gemeten waarde van een stuurparameter. Door een geschikte stuurparameter te definiëren is gebleken dat de kwaliteit van de in het laadruim bezonken baggerspecie gunstig kan worden beïnvloed. Dit kan als volgt begrepen worden. In tegenstelling tot in de bekende werkwijze zal de overloop in de werkwijze volgens de uitvinding niet in de hoogste stand worden geplaatst bij aanvang van het baggeren, doch veeleer in een lagere stand. Hierdoor zal er in een relatief vroeg stadium na aanvang van het baggeren baggerspecie mengsel overvloeien via de overloop, en in het bijzonder de fijnere fractie van het baggerspecie mengsel (de zwaardere fractie bezinkt immers). Door het bijregelen van de hoogtestand van de overloop is gebleken dat de gemiddelde deeltjesgrootte van het baggerspeciemengsel dat via de overloop overvloeit kan worden beïnvloed, en derhalve tevens de gemiddelde deeltjesgrootte van de in het laadruim achterblijvende baggerspecie. Op deze wijze wordt bezonken materiaal verkregen met een beter gecontroleerde deeltjesgrootteverdeling, in het bijzonder een hogere gemiddelde deeltjesgrootte en/of smallere deeltjesgrootte verdeling, dan bij de bekende werkwijze het geval is. Een dergelijk materiaal heeft een verbeterde kwaliteit. De uitgevonden werkwijze heeft als bijkomend voordeel dat de verontreinigingsgraad van de baggerspecie in het laadruim en/of van de overlopende baggerspecie kan worden beïnvloed. De hoogtestand van de overloop wordt bij voorkeur ingesteld afhankelijk van de momentane waarde van de stuurparameter.This object is achieved according to the invention by providing a method for loading a dredging vehicle with dredging spoil into a loading space provided for this purpose with height-adjustable overflow, wherein a dredging sludge / water mixture is passed through an inlet into the loading space, and herein through sedimentation of the heavier dredging sludge particles forms a settled layer, and wherein the height position of the overflow above the settled layer is adjusted depending on a value of a control parameter measured during the loading of the loading space. By defining a suitable control parameter, it has been found that the quality of the dredging spoil settled in the cargo hold can be favorably influenced. This can be understood as follows. In contrast to the known method, the overflow in the method according to the invention will not be placed in the highest position at the start of the dredging, but rather in a lower position. As a result, at a relatively early stage after the start of the dredging, dredging spoil mixture will overflow via the overflow, and in particular the finer fraction of the dredging spoil mixture (after all, the heavier fraction settles). By adjusting the height position of the overflow, it has been found that the average particle size of the dredging spoil mixture that overflows through the overflow can be influenced, and therefore also the average particle size of the dredging spoil remaining in the cargo hold. In this way settled material is obtained with a better controlled particle size distribution, in particular a higher average particle size and / or narrower particle size distribution, than is the case with the known method. Such a material has an improved quality. The invented method has the additional advantage that the degree of contamination of the dredging spoil in the cargo hold and / or of the overflowing dredging spoil can be influenced. The height position of the overflow is preferably set depending on the current value of the control parameter.

In een voorkeursuitvoeringsvorm van de werkwijze wordt deze gekenmerkt doordat de hoogtestand van de overloop boven de bezonken laag wordt bij geregeld zodat de gemeten waarde van de stuurparameter in hoofdzaak constant blijft. Deze uitvoeringsvorm laat toe een in het laadruim achterblijvende baggerspecie te verkrijgen met een vooraf bepaalde gewenste gemiddelde deeltjesgrootte.In a preferred embodiment of the method, it is characterized in that the height position of the overflow above the settled layer is adjusted so that the measured value of the control parameter remains substantially constant. This embodiment makes it possible to obtain a dredging spoil remaining in the cargo hold with a predetermined desired average particle size.

Een bijzonder geschikte stuurparameter voor gebruik in de werkwijze volgens de uitvinding omvat de gemiddelde horizontale snelheid van het niet bezonken baggerspecie/water mengsel boven de bezonken laag tussen de inlaat en de overloop. Gebleken is dat deze stuurparameter een grote gevoeligheid vertoont voor de gemiddelde deeltjesgrootte van het via de overloop overvloeiende baggerspeciemengsel, en derhalve ook voor de gemiddelde deeltjesgrootte van de in het laadruim achterblijvende bezonken baggerspecie. Voor een vaste hoogtestand van de overloop boven de bezonken laag bijvoorbeeld blijkt dat bij een hogere gemiddelde horizontale snelheid baggerspeciemengsel met een hogere gemiddelde deeltjesgrootte wegspoelt via de overloop. Een typische gemiddelde horizontale snelheid van het niet-bezonken baggerspecie/watermengsel in het laadruim bedraagt in de orde van grootte van 1 m/sec. De uitvinding is echter niet beperkt tot dergelijke snelheden. Bij voorkeur wordt de gemiddelde horizontale snelheid van het niet-bezonken baggerspecie/watermengsel in het laadruim bij geregeld binnen een bereik van 0,1 tot 5 m/sec, met meer voorkeur binnen een bereik van 0,3 tot 3 m/sec, en met de meeste voorkeur binnen een bereik van 0,5 tot 1,5 m/sec.A particularly suitable control parameter for use in the method according to the invention comprises the average horizontal speed of the non-settled dredging sludge / water mixture above the settled layer between the inlet and the overflow. It has been found that this control parameter exhibits a high sensitivity to the average particle size of the dredging sludge mixture flowing through the overflow, and therefore also to the average particle size of the settled dredging sludge remaining in the cargo hold. For a fixed height position of the overflow above the settled layer, for example, it appears that at a higher average horizontal speed, dredging sludge with a higher average particle size washes away via the overflow. A typical average horizontal speed of the non-settled dredging spoil / water mixture in the cargo hold is in the order of magnitude of 1 m / sec. However, the invention is not limited to such speeds. Preferably, the average horizontal speed of the non-settled dredging spoil / water mixture in the cargo hold is adjusted within a range of 0.1 to 5 m / sec, more preferably within a range of 0.3 to 3 m / sec, and most preferably within a range of 0.5 to 1.5 m / sec.

De uitvinding is gebaseerd op het inzicht dat de via de inlaat in het laadruim gevoerde baggerspeciedeeltjes deels zullen bezinken (sedimenteren) en een bezonken laag zullen vormen, en deels, afhankelijk van de sterkte van de opgewekte stroming boven de bezonken laag, zullen eroderen (op de bezonken laag terugvallen en vervolgens meegenomen worden door de stroming) en/of zullen worden getransporteerd (zonder te bezinken door de stroming meegevoerd worden naar de overloop).The invention is based on the insight that the dredging sludge particles passed through the inlet into the cargo hold will partly sink (sediment) and form a settled layer, and partly erode (on the strength of the generated flow above the settled layer) the settled layer falls back and is then taken away by the flow) and / or will be transported (without sinking by the flow to the overflow).

De horizontale snelheid boven het bezonken laag van het niet bezonken mengsel dat van de inlaat naar de overloop stroomt kan eenvoudig worden bepaald door het inkomende debiet van het opgezogen mengsel te meten, en te delen door de breedte van de hopper en de hoogte van het niet bezonken mengsel. Bij voorkeur wordt deze horizontale snelheid vergeleken met de gemiddelde valsnelheid van de vaste stofdeeltjes in het opgezogen mengsel. Deze valsnelheid kan eenvoudig proefondervindelijk vastgesteld worden, bijvoorbeeld door een sedimentatiemeting. Op deze wijze is in beginsel te bepalen welke deeltjes er zullen uitstromen via de overloop en welke deeltjes er zullen bezinken bij de ingestelde hoogte (of horizontale snelheid van het mengsel).The horizontal velocity above the settled layer of the settled mixture flowing from the inlet to the overflow can be easily determined by measuring the incoming flow of the aspirated mixture, and dividing by the hopper width and the height of the staple settled mixture. This horizontal speed is preferably compared with the average falling speed of the solid particles in the aspirated mixture. This falling speed can easily be determined experimentally, for example by a sedimentation measurement. In this way it is in principle possible to determine which particles will flow out via the overflow and which particles will settle at the set height (or horizontal speed of the mixture).

Volgens de uitvinding wordt de gemiddelde horizontale snelheid v bij voorkeur bepaald door de volgende formule:According to the invention, the average horizontal speed v is preferably determined by the following formula:

waarin Q het ter hoogte van de inlaat gemeten debiet is van het baggerspecie/water mengsel, B de breedte van het laadruim en h de hoogtestand van de overloop boven de bezonken laag. Het debiet Q ter hoogte van de inlaat kan op bekende wijze worden gemeten door een debietsmeter op te nemen, bijvoorbeeld in de inlaat. Het debiet Q kan worden gecontroleerd door instelling van de baggerpomp, die het baggerspecie/water mengsel oppompt vanaf de waterbodem.where Q is the flow rate of the dredged material / water mixture measured at the inlet, B is the width of the cargo hold and h is the height of the overflow above the settled layer. The flow rate Q at the inlet can be measured in a known manner by including a flow meter, for example in the inlet. The flow rate Q can be controlled by setting the dredging pump, which pumps the dredging sludge / water mixture from the water bottom.

In een verdere voorkeursuitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding wordt deze gekenmerkt doordat de hoogtestand h van de overloop boven de bezonken laag op een in hoofdzaak constante waarde wordt geregeld, en dat het debiet Q wordt geregeld zodat de gemiddelde horizontale snelheid v de gewenste waarde aanneemt. Het debiet Q kan worden geregeld door in een terugkoppeling te voorzien van het gemeten debiet Q naar de aansturing van de baggerpomp, die het baggerspecie/water mengsel oppompt vanaf de waterbodem.In a further preferred embodiment of the method according to the invention, it is characterized in that the height position h of the overflow above the settled layer is regulated to a substantially constant value, and that the flow rate Q is controlled so that the average horizontal speed v assumes the desired value . The flow rate Q can be controlled by providing feedback of the measured flow rate Q to the control of the dredging pump, which pumps the dredging sludge / water mixture from the water bottom.

In een alternatieve voorkeursuitvoeringsvorm van de werkwijze volgens de uitvinding wordt deze gekenmerkt doordat het debiet Q op een in hoofdzaak constante waarde wordt geregeld (door de pompaansturing), en dat de hoogtestand h van de overloop boven de bezonken laag wordt geregeld zodat de gemiddelde horizontale snelheid v de gewenste waarde aanneemt.In an alternative preferred embodiment of the method according to the invention, this is characterized in that the flow rate Q is regulated to a substantially constant value (by the pump control), and that the height position h of the overflow above the settled layer is controlled so that the average horizontal speed v takes the desired value.

Volgens de uitvinding wordt de overloop in de werkwijze volgens de uitvinding doorgaans niet in de hoogste stand geplaatst bij aanvang van het baggeren, doch veeleer in een laagste stand van de overloop. De laagste stand van de overloop komt overeen met een geringe beladingsgraad van het laadruim, bij voorkeur 25%, met meer voorkeur 20%, met nog meer voorkeur 15%, met nog meer voorkeur 10% en met de meeste voorkeur 5%. Het moge duidelijk zijn dat de laagste stand van de overloop bij voorkeur niet lager zal zijn dan het watemiveau buiten het baggertuig, omdat anders water van buiten naar binnen het laadruim zou kunnen stromen.According to the invention, the overflow in the method according to the invention is generally not placed in the highest position at the start of the dredging, but rather in a lowest position of the overflow. The lowest position of the overflow corresponds to a low degree of loading of the cargo hold, preferably 25%, more preferably 20%, even more preferably 15%, even more preferably 10% and most preferably 5%. It will be clear that the lowest position of the overflow will preferably not be lower than the water level outside the dredging vehicle, because otherwise water could flow from outside to inside the cargo hold.

Omdat verontreinigingen in baggerspecie doorgaans voornamelijk gebonden zijn aan de fijnere deeltjes, bijvoorbeeld aan deeltjes met een afmeting < 63 pm, en deze volgens de uitvinding bij voorkeur worden afgevoerd via de overloop, bevat de bezonken laag baggerspecie minder verontreinigingen. Een bijkomend voordeel van de uitgevonden werkwijze is dat de bij voorkeur afgevoerde kleinere deeltjes doorgaans gemakkelijker worden meegevoerd met de stroming, zodat deze niet sedimenteren doch in tegendeel door erosie en/of transport worden meegevoerd met de stroming. De uitgevonden werkwijze biedt de mogelijkheid de deeltjesgrootte van de via de overloop afgevoerde baggerspecie dusdanig in te stellen dat een dergelijke erosie en/of transport kan plaatsvinden, rekening houdende met de sterkte van de stroming ter plaatse. In gebieden met sterke stroming zal doorgaans een gemiddeld grotere deeltjesgrootte kunnen worden afgevoerd via de overloop, zonder dat dit leidt tot een onacceptabele toename in troebelheid. In gebieden met een zwakke stroming zal de hoogte van de overloop bij voorkeur dusdanig worden ingesteld dat baggerspecie met een gemiddeld kleinere deeltjesgrootte wordt afgevoerd via de overloop.Because contaminants in dredging sludge are generally mainly bound to the finer particles, for example to particles with a size of <63 µm, and according to the invention these are preferably discharged via the overflow, the settled layer of dredging sludge contains fewer contaminants. An additional advantage of the method according to the invention is that the preferably discharged smaller particles are generally more easily entrained with the flow, so that they do not sediment, but on the contrary are entrained with the flow through erosion and / or transport. The invented method offers the possibility of adjusting the particle size of the dredging spoil discharged via the overflow such that such erosion and / or transport can take place, taking into account the strength of the local flow. In areas with strong currents, it will generally be possible to discharge an average larger particle size via the overflow, without this leading to an unacceptable increase in turbidity. In areas with a weak flow, the height of the overflow will preferably be set such that dredging spoil with an average smaller particle size is discharged via the overflow.

In een voorkeursuitvoeringsvorm van de werkwijze wordt het laadruim vóór aanvang van het baggeren gevuld met water tot het niveau van de overloop in de laagste stand.In a preferred embodiment of the method, the cargo hold is filled with water before the start of the dredging up to the level of the overflow in the lowest position.

Hierdoor zal praktisch onmiddellijk na de aanvang van het baggeren baggerspecie/watermengsel overlopen via de overloop.As a result, almost immediately after the start of the dredging, dredging spoil / water mixture will overflow via the overflow.

Het heeft voordelen wanneer in de werkwijze volgens de uitvinding de stuurparameter de hoogte van het bezonken laag betreft, en dat de overloop boven het bezonken laag wordt gehouden, en met meer voorkeur op nagenoeg constante hoogte boven het bezonken laag wordt gehouden. In deze variant beweegt de overloop als het ware mee met de hoogte van het bezonken laag, waardoor een mengsel met goed gecontroleerde deeltjesgrootteverdeling in het laadruim achterblijft. De constante hoogte hangt af van de omstandigheden ter plekke en kan desgewenst proefondervindelijk worden vastgesteld. Ook is het mogelijk op basis van theoretische overwegingen tot een geschikte waarde voor de constante hoogte te komen. De hoogte van de bezonken laag kan op een aantal manieren worden gemeten. De eenvoudigste methodes betreffen het meten van de diepgang van het baggertuig en/of het gebruiken van een peilstok. Het is evenwel ook mogelijk andere methodes toe te passen.It is advantageous if in the method according to the invention the control parameter relates to the height of the settled layer, and that the overflow is kept above the settled layer, and more preferably is kept at substantially constant height above the settled layer. In this variant, the overflow moves, as it were, with the height of the settled layer, so that a mixture with well-controlled particle size distribution remains in the cargo hold. The constant height depends on the local conditions and can be determined experimentally if desired. It is also possible to arrive at a suitable value for the constant height based on theoretical considerations. The height of the settled layer can be measured in a number of ways. The simplest methods involve measuring the draft of the dredging vehicle and / or using a dipstick. However, it is also possible to use other methods.

Nog een andere voorkeursuitvoeringsvorm van de werkwijze heeft het kenmerk dat de stuurparameter de deeltjesgrootteverdeling betreft van het overlopende mengsel nabij de overloop. De deeltjesgrootteverdeling van een baggerspecie/watermengsel kan op verschillende wijzen worden bepaald. Geschikte methodes omvatten concentratiemeting door fotografie of film, korrelverdelingsbepaling van genomen monsters middels zeven en/of bezinkingsbalansen, extinctiemeting van X-stralen, extinctiemeting van licht met één of meerdere golflengtes, en/of door middel van geluidsgolven.Yet another preferred embodiment of the method is characterized in that the control parameter relates to the particle size distribution of the overflow mixture near the overflow. The particle size distribution of a dredging sludge / water mixture can be determined in various ways. Suitable methods include concentration measurement by photography or film, grain distribution determination of samples taken by sieving and / or settling balances, extinction measurement of X-rays, extinction measurement of light with one or more wavelengths, and / or by means of sound waves.

Bij voorkeur wordt de werkwijze volgens de uitvinding gekenmerkt doordat de stuurparameter de dichtheid betreft van het overlopende mengsel nabij de overloop. De dichtheid kan op een voor de vakman bekende wijze worden gemeten, bijvoorbeeld door een extinctiemeting. In een dergelijke meting wordt een radioactieve bron aan één zijde van de mengselstroom geplaatst. Een aan de overzijde van de mengselstroom geplaatste γ-detector meet de hoeveelheid straling die door het mengsel gaat. De gedetecteerde γ-straling is afhankelijk van de hoeveelheid vaste deeltjes tussen de bron en de detectorteller. Inrichtingen voor het op deze wijze meten van de dichtheid zijn commercieel verkrijgbaar, bijvoorbeeld bij de firma Berthold Technologies N.V. te Vilvoorde, België.The method according to the invention is preferably characterized in that the control parameter relates to the density of the overflow mixture near the overflow. The density can be measured in a manner known to the person skilled in the art, for example by an extinction measurement. In such a measurement, a radioactive source is placed on one side of the mixture stream. A γ-detector placed on the opposite side of the mixture stream measures the amount of radiation that passes through the mixture. The detected γ radiation depends on the amount of solid particles between the source and the detector counter. Devices for measuring the density in this way are commercially available, for example from the Berthold Technologies N.V. company in Vilvoorde, Belgium.

In een bijzonder voordelige werkwijze wordt als stuurparameter de troebelheid van het overlopende mengsel nabij de overloop toegepast. Ook de troebelheid kan eenvoudig worden gemeten door middel van een dichtheidsmeting zoals hierboven in het kort beschreven. Vertroebeling die ontstaat door het verwijderen van het slib heeft een groot effect op de ecologie. Door de vertroebeling dringt er minder licht door tot de bodem van het water. De op de bodem aanwezige flora en fauna krijgen hierdoor minder kans om tot ontwikkeling te komen. Een veel voorkomende eis bij baggerwerken is dat de troebelheid tijdens het baggeren niet hoger mag worden dan 1000 mg per liter. De werkwijze volgens onderhavige voorkeursvariant biedt de mogelijkheid de overloophoogte dusdanig te regelen dat de troebelheid(stoename) beneden een bepaalde gewenste waarde blijft.In a particularly advantageous method, the turbidity of the overflow mixture near the overflow is used as the control parameter. The turbidity can also be easily measured by means of a density measurement as described briefly above. Cloudiness caused by the removal of the sludge has a major effect on the ecology. Due to the cloudiness, less light penetrates to the bottom of the water. The flora and fauna present on the soil therefore have less chance of development. A common requirement for dredging is that the turbidity during the dredging may not exceed 1000 mg per liter. The method according to the present preferred variant offers the possibility of controlling the overflow height such that the turbidity (increase) remains below a certain desired value.

Het zal duidelijk zijn dat het eveneens mogelijk is als stuurparameter een combinatie toe te passen van de hierboven genoemde stuurparameters. Zo kan bijvoorbeeld de stand van de overloop in eerste benadering worden bepaald door de hoogte van de bezonken laag, waarbij correcties op deze eerste benadering worden doorgevoerd afhankelijk van de waarde van een andere stuurparameter, zoals bijvoorbeeld de gemeten mengseldichtheid aan inlaat en overloop.It will be clear that it is also possible to use as a control parameter a combination of the above-mentioned control parameters. For example, the position of the overflow in the first approximation can be determined by the height of the settled layer, whereby corrections to this first approach are made depending on the value of another control parameter, such as, for example, the measured mixture density at inlet and overflow.

Om de deeltjesgrootteverdeling van het overlopende mengsel en derhalve ook van het bezonken mengsel nog beter te controleren, wordt de overloop bij voorkeur voorzien van een filter met vooraf bepaalde maaswijdte, bij voorkeur ter bemonstering van de deeltjesgrootteverdeling van het uitstromende mengsel.In order to better control the particle size distribution of the overflow mixture and therefore also of the settled mixture, the overflow is preferably provided with a filter with predetermined mesh size, preferably for sampling the particle size distribution of the outflowing mixture.

De uitvinding betreft eveneens een baggertuig ingericht voor uitvoering van de werkwijze volgens de uitvinding. In het bijzonder wordt een baggertuig verschaft dat is voorzien van een laadruim met in hoogte instelbare overloop voor het beladen met een baggerspecie/water mengsel, waarbij het baggertuig verder is voorzien van meetmiddelen voor een stuurparameter, evenals van een besturingsinrichting, die de hoogtestand van de overloop instelt afhankelijk van de gemeten waarde van de stuurparameter. De voordelen van het baggertuig volgens de uitvinding werden hierboven reeds uitvoerig toegelicht in het kader van de uitgevonden werkwijze, en zullen hier derhalve niet worden herhaald.The invention also relates to a dredging vehicle designed for carrying out the method according to the invention. In particular, a dredging vehicle is provided which is provided with a cargo hold with height-adjustable overflow for loading with a dredging sludge / water mixture, wherein the dredging vehicle is further provided with measuring means for a control parameter, as well as with a control device which measures the height of the set overflow depending on the measured value of the control parameter. The advantages of the dredging vehicle according to the invention have already been explained in detail above in the context of the invented method, and will therefore not be repeated here.

In een voorkeursvariant van het baggertuig volgens de uitvinding zijn de meetmiddelen gekozen uit de groep omvattende meetmiddelen voor de hoogte van de bezonken laag, meetmiddelen voor de gemiddelde horizontale snelheid van het niet bezonken mengsel tussen de inlaat en de overloop, meetmiddelen voor de deeltjesgrootteverdeling van het opgezogen mengsel nabij de inlaat en/of de deeltjesgrootteverdeling van het overlopende mengsel nabij de overloop, meetmiddelen voor de dichtheid van het opgezogen mengsel nabij de inlaat en/of de dichtheid van het overlopende mengsel nabij de overloop, meetmiddelen voor de troebelheid van het overlopende mengsel nabij de overloop en/of in het water, of combinaties van bovengenoemde meetmiddelen.In a preferred variant of the dredging vehicle according to the invention, the measuring means are selected from the group comprising measuring means for the height of the settled layer, measuring means for the average horizontal speed of the non-settled mixture between the inlet and the overflow, measuring means for the particle size distribution of the aspirated mixture near the inlet and / or the particle size distribution of the overflow mixture near the overflow, measuring means for the density of the aspirated mixture near the inlet and / or the density of the overflowing mixture near the overflow, measuring means for the turbidity of the overflow mixture near the overflow and / or in the water, or combinations of the above-mentioned measuring means.

Een bijzonder voordelige voorkeursvariant betreft een baggertuig waarvan de meetmiddelen een dichtheidsmeter omvatten die ter hoogte van de positie alwaar het overlopende mengsel de overloop inloopt is opgesteld.A particularly advantageous preferred variant relates to a dredging vehicle of which the measuring means comprise a density meter which is arranged at the position where the overflowing mixture enters the overflow.

De werkwijze en baggertuig volgens de uitvinding zullen nu verder worden toegelicht aan de hand van de volgende figuur, zonder dat de uitvinding daartoe wordt beperkt. Figuur 1 toont een schematisch zijaanzicht van een baggertuig volgens de uitvinding; en Figuur 2 toont schematisch de deeltjesgrootteverdeling van een met de uitgevonden werkwijze en baggertuig verkrijgbaar baggerspeciemengsel, vergeleken met de deeltjesgrootteverdeling van een met de bekende werkwijze te verkrijgen baggerspeciemengsel.The method and dredging vehicle according to the invention will now be further elucidated with reference to the following figure, without the invention being limited thereto. Figure 1 shows a schematic side view of a dredging vehicle according to the invention; and Figure 2 shows schematically the particle size distribution of a dredging sludge mixture obtainable with the invented method and dredging vehicle, compared to the particle size distribution of a dredging sludge mixture obtainable with the known method.

De sleephopperzuiger volgens de uitvinding omvat een vaartuig 1 met een laadruim 2, en een zuigleiding die is opgebouwd uit een in het laadruim 2 uitmondende laadbuis 3, een pomp 4, en een om een aslijn 30 ten opzichte van het vaartuig 1 zwenkbare zuigbuis 5 die aan haar ondereinde een sleepkop 6 heeft en die over de onder water 7 gelegen bodem 8 sleept, terwijl het vaartuig 1 in de richting van pijl 9 vaart en bodemmateriaal 16, bijvoorbeeld zand, tezamen met water 7 als een suspensie vanaf de bodem 8 via de leiding 5 wordt opgezogen en in het laadruim 2 wordt gevoerd. De sleepkop 6 is voorzien van een vizier 12 dat om een as 11 ten opzichte van de sleepkop 6 middels een hydraulische cilinder 13 kan worden gezwenkt.The trailing suction hopper dredger according to the invention comprises a vessel 1 with a cargo hold 2, and a suction line which is made up of a loading tube 3 which opens into the cargo hold 2, a pump 4, and a suction tube 5 pivotable with respect to the vessel 1 about an axis 30. has a drag head 6 at its lower end and drags over the bottom 8 under water 7, while the vessel 1 sails in the direction of arrow 9 and bottom material 16, for example sand, together with water 7 as a suspension from the bottom 8 via the line 5 is sucked up and fed into the cargo hold 2. The drag head 6 is provided with a visor 12 which can be pivoted about an axis 11 relative to the drag head 6 by means of a hydraulic cylinder 13.

Laadruim 2 is geschikt om het door de leiding 5 door middel van pomp 4 opgezogen mengsel van waterbodem materiaal en water op te nemen. Na enige tijd zal het mengsel dat zich in het laadruim 2 bevindt bezinken en hierin een bezonken laag 20 vormen met een hoogte 40 ten opzichte van de bodem van laadruim 2. Op de bezonken laag 20 bevindt zich een laag 21, die een waterige suspensie van niet bezonken bodemmateriaal omvat. De hoogte 41 van laag 21 wordt bepaald door de hoogtestand van een in hoogte instelbare overloop 10 met conisch bovenuiteinde 14. De overloop 10 heeft een open onderuiteinde 15 waarlangs in de richting van pijl 31 overlopend mengsel via de onderzijde van de sleephopperzuiger naar het water 7 kan worden gevoerd in de richting van pijl 32.Cargo hold 2 is suitable for receiving the mixture of water bottom material and water sucked up through line 5 by means of pump 4. After some time, the mixture contained in the cargo hold 2 will settle and form a settled layer 20 with a height 40 relative to the bottom of cargo hold 2. On the settled layer 20 there is a layer 21 containing an aqueous suspension of non-settled soil material. The height 41 of layer 21 is determined by the height position of a height-adjustable overflow 10 with conical top end 14. The overflow 10 has an open bottom end 15 along which mixture flowing over in the direction of arrow 31 via the underside of the trailing suction hopper dredger to the water 7 can be fed in the direction of arrow 32.

De in figuur 1 getoonde variant van een sleephopperzuiger volgens de uitvinding is verder voorzien van meetmiddelen voor een stuurparameter, afhankelijk van welks waarde de hoogtestand van de overloop 10 wordt ingesteld. De meetmiddelen omvatten een eerste dichtheidsmeter 25 die in de nabijheid van de inlaat of laadbuis 3 is aangebracht en aldaar de dichtheid meet van het opgezogen mengsel. Op nagenoeg dezelfde positie is eveneens een op zich bekende debietsmeter 28 aangebracht. Deze meet het debiet van het opgezogen water, waaruit de gemiddelde horizontale snelheid van het niet bezonken gedeelte 21 kan worden bepaald. De dichtheidsmeter omvat een radioactieve concentratiemeter, verkrijgbaar bij de firma Berthold Technologies N.V. te Vilvoorde, België. Een tweede dichtheidsmeter 26 van hetzelfde type wordt ter hoogte van de overloop 10 aangebracht en meet de dichtheid van het overlopende mengsel. Een derde dichtheidsmeter 27 kan desgewenst zijn aangebracht in het water in de nabijheid van de sleephopperzuiger, teneinde de troebelheid van het overlopende mengsel of van het omringende water te kunnen meten. De van de hierboven vermelde meetmiddelen afkomstige signalen worden in een centrale computer (niet getoond) opgeslagen, welke computer deel uitmaakt van de besturingsapparatuur van de sleephopperzuiger.The variant of a trailing suction hopper dredger according to the invention shown in figure 1 is further provided with measuring means for a control parameter, depending on whose value the height position of the overflow 10 is set. The measuring means comprise a first density meter 25 which is arranged in the vicinity of the inlet or loading tube 3 and measures there the density of the aspirated mixture. A flow meter 28 known per se is also arranged at substantially the same position. This measures the flow rate of the suctioned water, from which the average horizontal speed of the non-settled part 21 can be determined. The density meter comprises a radioactive concentration meter, available from Berthold Technologies N.V. in Vilvoorde, Belgium. A second density meter 26 of the same type is fitted at the level of the overflow 10 and measures the density of the overflowing mixture. A third density meter 27 may, if desired, be provided in the water in the vicinity of the trailing suction hopper dredger, in order to be able to measure the turbidity of the overflowing mixture or of the surrounding water. The signals from the above-mentioned measuring means are stored in a central computer (not shown), which computer forms part of the control equipment of the trailing suction hopper dredger.

In een voorkeurs werkwijze wordt de hierboven beschreven sleephopperzuiger ingezet voor het baggeren van materiaal dat zich bevindt in of op de waterbodem 8. In de werkwijze wordt een mengsel van waterbodem materiaal en water opgezogen via de op de zuigleiding 5 aangesloten, en over de waterbodem 8 bewegende sleepkop 6, en via de inlaat of zuigbuis 3 in het laadruim 2 gevoerd. In een voorkeurswerkwijze wordt de overloop 10 bij aanvang van de werkwijze in de laagste stand gezet. Deze komt bij voorkeur overeen met een beladingsgraad van laadruim 2 van ongeveer 10% (van de totale beschikbare belading in m3). In figuur 1 is de laagste stand van overloop 2 schematisch weergegeven door het niveau 100 van de bovenzijde van de overloop 10.In a preferred method, the trailing suction hopper dredger described above is used for dredging material located in or on the water bottom 8. In the method, a mixture of water bottom material and water is sucked up via the connection to suction line 5, and over the water bottom 8. moving drag head 6, and into the cargo hold 2 via the inlet or suction pipe 3. In a preferred method, the overflow 10 is set to the lowest position at the start of the method. This preferably corresponds to a load factor of cargo hold 2 of approximately 10% (of the total available load in m3). In figure 1 the lowest position of overflow 2 is schematically represented by the level 100 of the top of the overflow 10.

In deze stand 100 zal relatief veel opgezogen mengsel in de richting van pijl 31 door de overloop 10 in de richting van pijl 32 naar het water 7 worden gevoerd. Deze overloop betreft met name de fijnere deeltjes van het opgezogen mengsel omdat de grovere fractie onder invloed van de zwaartekracht reeds eerder onder het niveau 100 terecht is gekomen en als bezonken laag 20 in het laadruim 2 achterblijft. Tijdens het baggeren zal de hoogte 40 van bezonken laag 20 geleidelijk toenemen. In de getoonde variant wordt de hoogtestand van de overloop 10 ingesteld in afhankelijkheid van de hoogte 40 van de bezonken laag 20, en wel dusdanig dat de overloop 10 op nagenoeg constante hoogte boven het bezonken laag 20 wordt gehouden. Dit wil zeggen dat de hoogte 41 tijdens een groot gedeelte van het baggeren een constante waarde zal hebben. De precieze waarde hangt af van de omstandigheden ter plaatse en kan bijvoorbeeld 0,75 m bedragen. Wordt het opzuigdebiet gemeten door debietsmeter 28 constant gehouden dan zal de gemiddelde horizontale snelheid van het niet bezonken gedeelte 21 eveneens in hoofdzaak constant zijn.In this position 100, a relatively large amount of aspirated mixture will be fed in the direction of arrow 31 through the overflow 10 in the direction of arrow 32 to the water 7. This overflow particularly concerns the finer particles of the aspirated mixture because the coarser fraction has already fallen below level 100 under the influence of gravity and remains behind in the cargo hold 2 as a settled layer 20. During dredging, the height 40 of settled layer 20 will gradually increase. In the variant shown, the height position of the overflow 10 is adjusted in dependence on the height 40 of the sunken layer 20, and in such a way that the overflow 10 is kept at substantially constant height above the sunken layer 20. This means that the height 41 will have a constant value during a large part of the dredging. The precise value depends on the local conditions and can, for example, be 0.75 m. If the suction flow rate measured by flow meter 28 is kept constant, then the average horizontal speed of the non-settled portion 21 will also be substantially constant.

Doordat de hoogte 40 van het bezonken laag 20 toeneemt in de tijd zal ook de hoogtestand van de overloop 10 in hoogte toenemen totdat de overloop 10 de hoogste stand 101 bereikt. De hoogste stand 101 wordt bereikt als de sleephopperzuiger zijn maximum toelaatbare diepgang of baggermerk heeft bereikt. Deze toestand wordt in figuur 1 weergegeven.Because the height 40 of the settled layer 20 increases over time, the height position of the overflow 10 will also increase in height until the overflow 10 reaches the highest position 101. The highest position 101 is reached when the trailing suction hopper dredger has reached its maximum allowable draft or dredging mark. This state is shown in Figure 1.

De uitgevonden werkwijze is in het bijzonder geschikt voor het baggeren van toegangskanalen voor verstedelijkte gebieden, die uitmonden in de zee of ander groot water, en/of voor het baggeren van zand, met meer voorkeur van fijn zand, en met de meeste voorkeur van silthoudend fijn zand. Zand bezit 65 vol.% deeltjes groter dan 63 pm, en 50 vol.% deeltjes kleiner dan 2 mm. Fijn zand bezit tussen 5-15 vol.% deeltjes met een korrelgrootte begrepen tussen 2 en 63 pm. Met de uitgevonden werkwijze loopt meer bodemmateriaal bij lage beladingsgraad van de hopper via de overloop terug naar het water dan het geval is bij de bekende werkwijze, en met name de fijnere fractie ervan. Dit zogenaamde agitatieproces is met de uitgevonden werkwijze goed controleerbaar, wat ten aanzien van de aan de turbiditeit van het water gestelde eisen een groot voordeel is. De overgelopen fijnere fractie kan door de stroming in het toegangskanaal worden weggevoerd van de plaats van de baggerwerkzaamheden naar de zee bijvoorbeeld. Daarnaast heeft het bezonken materiaal in het laadruim een hogere kwaliteit zodat dit met voordeel voor zandlevering en dergelijke kan gebruikt worden, eventueel in de onmiddellijke nabijheid van de plaats van baggeren.The invented method is particularly suitable for dredging access channels for urban areas that open into the sea or other large water, and / or for dredging sand, more preferably fine sand, and most preferably silt-containing fine sand. Sand has 65 volume% particles larger than 63 µm, and 50 volume% particles smaller than 2 mm. Fine sand has between 5-15% by volume of particles with a grain size comprised between 2 and 63 µm. With the method according to the invention, more soil material with a low degree of loading from the hopper passes back to the water via the overflow than is the case with the known method, and in particular the finer fraction thereof. This so-called agitation process can be properly controlled with the invented method, which is a great advantage with regard to the requirements imposed on the turbidity of the water. The flowed-over finer fraction can, for example, be carried away by the current in the access channel from the location of the dredging works to the sea. In addition, the settled material in the cargo hold has a higher quality so that it can be used with advantage for sand delivery and the like, possibly in the immediate vicinity of the dredging site.

Figuur 2 toont schematisch de deeltjesgrootteverdeling (50) van een met de uitgevonden werkwijze en baggertuig verkregen baggerspeciemengsel. De verkregen deeltjesgrootteverdeling is vergeleken met de deeltjesgrootteverdeling (51) van een met de bekende werkwijze verkregen baggerspeciemengsel. In de getoonde grafische weergave wordt een gewichtspercentage (52) uitgezet tegen de deeltjesgrootte (53). Door een deel (54) van de aangeboden deeltjesgrootteverdeling (51) tijdens het baggeren over te laten vloeien via de overloop (10) wordt een deeltjesgrootteverdeling (50) verkregen die niet alleen een smallere verdeling vertoont doch bovendien een grotere gemiddelde deeltjesgrootte (55) vertoont dan de aangeboden gemiddelde deeltjesgrootte (56).Figure 2 shows schematically the particle size distribution (50) of a dredging sludge mixture obtained with the invented method and dredging vehicle. The particle size distribution obtained has been compared to the particle size distribution (51) of a dredging sludge mixture obtained by the known method. In the graphical representation shown, a weight percentage (52) is plotted against the particle size (53). By allowing part (54) of the offered particle size distribution (51) to overflow during the dredging via the overflow (10), a particle size distribution (50) is obtained which not only has a narrower distribution but moreover has a larger average particle size (55) than the average particle size offered (56).

De uitvinding is niet beperkt tot de hierboven beschreven uitvoeringsvoorbeelden en wijzigingen hieraan kunnen worden aangebracht voor zover deze in het raam vallen van de toegevoegde conclusies.The invention is not limited to the exemplary embodiments described above and modifications can be made thereto insofar as they fall within the scope of the appended claims.

Claims

Method for loading a dredging vehicle (1) with dredging spoil into a load hold (2) provided for this purpose with height-adjustable overflow (10), wherein a dredging spoil / water mixture is introduced into the load hold (2) via an inlet (3) and forms a settled layer (20) through settling of the heavier dredging sludge particles, and wherein the height of the overflow (10) above the settled layer (20) is adjusted depending on a measurement during filling of the cargo hold (2) value of a control parameter.

Method according to claim 1, characterized in that the height position of the overflow (2) above the settled layer (20) is adjusted so that the measured value of the control parameter remains substantially constant.

Method according to claim 1 or 2, characterized in that the control parameter is the average horizontal speed of the non-settled dredging sludge / water mixture above the settled layer (20) between the inlet (3) and the overflow (10).

Method according to claim 3, characterized in that the average horizontal speed v is determined by the following formula:

wherein Q is the flow rate of the dredged material / water mixture measured at the inlet (2), B is the width of the cargo hold (2) and h is the height of the overflow (10) above the settled layer (20).

Method according to claim 4, characterized in that the height position h of the overflow (10) above the settled layer (20) is regulated to a substantially constant value, and that the flow rate Q is controlled so that the average horizontal speed v desired value.

Method according to claim 4, characterized in that the flow rate Q is regulated to a substantially constant value, and that the height position h of the overflow (10) above the settled layer (20) is controlled so that the average horizontal speed v desired value.

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the control parameter relates to the particle size distribution of the overflow mixture near the overflow (10).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the control parameter relates to the density of the overflow mixture near the overflow (10).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the control parameter relates to the turbidity of the overflowing mixture near the overflow (10) or in the water (7).

Method according to one of the preceding claims, characterized in that the control parameter is a combination of the control parameters mentioned in claims 3-6.

11. Dredging vehicle provided with a cargo hold (2) with height-adjustable overflow (10) for loading with a dredging spoil / water mixture, the dredging vehicle further being provided with measuring means (25, 26, 27, 28) for a control parameter, and of a control device which adjusts the height of the overflow (10) depending on the measured value of the control parameter.

A dredging vehicle according to claim 11, characterized in that the measuring means are selected from the group comprising measuring means for the height of the settled layer, measuring means for the average horizontal speed of the non-settled mixture between the inlet and the overflow, measuring means for the particle size distribution of the aspirated mixture near the inlet and / or the particle size distribution of the overflow mixture near the overflow, measuring means for the density of the aspirated mixture near the inlet and / or the density of the overflowing mixture near the overflow, measuring means for the turbidity of the overflow mixture near the overflow and / or in the water, or combinations of the above-mentioned measuring means.

A dredging vehicle according to claim 12, characterized in that the measuring means comprise a density meter arranged at the position where the overflowing mixture enters the overflow (20).