BAGGEREN VOOR BEHOUD EN DE TOEKOMST. (DEEL 2)

SCHEPPEN OF ZUIGEN EN HET TRANSPORT.

Baggeren is van oudsher een specifiek Hollands bedrijf met Sliedrecht als centrum van internationaal vermaarde ondernemingen.

De aanleg van kanalen en dijken was in het begin gedaan door mankracht met behulp van schep en kruiwagen, maar de opkomst van de techniek bracht hier verandering in.

De uitvoering van grote werken als de aanleg van het Noordzeekanaal (1865-1876), de Nieuwe Waterweg (1866-1872) en de aanleg van de nieuwe havenbekkens van Amsterdam en Rotterdam, droegen bij tot een snelle ontwikkeling en mechanisering.

Onderscheiden kunnen thans worden twee hoofdgroepen van varende baggermachines: de scheppende en de zuigende. Tot de eerste groep behoren de emmerbaggermolens, de lepelbagggermachine en de grijperbaggermachine.

De tweede groep bestaat uit de zuigers, waarbij naar hun werkwijze en inrichting onderscheid wordt gemaakt wordt tussen hopper-, sleep-, profile- en snijkopzuigers.

                   ( Een afbeelding van een emmerbaggermolen op de Thames, anno 1827.)

DE LEPELBAGGERMACHINE.

De lepelbaggermachine is een uitvinding uit de tweede helft van de 18e eeuw en werd vooral gebruikt voor het uitgraven van kanalen. Het was een drijvende ponton waarop een lange arm was gemonteerd met daaraan een schep welke kon worden voortbewogen over de bodem van het kanaal om te scheppen en naar boven gehaald worden met behulp van een ketting welke werd aangedreven door grote wielen welke met mankracht werden bediend. Hiervoor gebruikte men meestal gevangenen. Ook deze machine werd gemoderniseerd.

Links de mechanische lepelbaggermachine.

Deze bestond uit een stalen ponton, waarop een horizontaal en verticaal beweegbare schop is gemonteerd om alle soorten zware grond en stenen van de bodem te scheppen en in langszij liggende bakken te storten.

De lepelbaggermachine won het uiteindelijk van de emmerbaggermolen wat betreft moeilijk bewerkbare grond.

De werkwijze is als volgt:
De speciaal sterk geconstrueerde ponton, voorzien van twee voor- en achterspuds (verankeringspalen), wordt naar de gewenste bagger locatie gesleept, de verankeringspalen worden op de bodem neergelaten, waarna aan de lepel- of schopzijde de ponton ca. 60 cm omhoog wordt gevijzeld om de ponton bij het werken een stevig verankeringspunt te geven.
De steel van de schop is tussen een draaibaar A-frame aan staalkabels opgehangen. De eigenlijke schop met een inhoud van 1 tot 12 m³ bezit aan de scheprand stalen tanden en een wegklapbare bodem om het baggergoed uit te storten. De vroegere door stoom aangedreven installatie is verdrongen door de dieselelektrische installatie.

HET TRANSPORT.

Het transport van de opgebaggerde specie kan op verschillende manieren plaats vinden.

Bij een hopperzuiger (rechts) kan de specie worden opgeslagen in een eigen ruim, waarvan de inhoud bij zeer grote schepen boven de 10.000 m³ kan bedragen.

Een andere manier is de specie te lossen in een langszij liggende bak. Deze bakken zijn of zelf voortstuwend of worden met behulp van een sleepboot naar de plaats gevaren waar de specie gelost kan worden. Deze bakken zijn dan in de regel zogenaamde onderlossers. Naast het ruim waarin de specie wordt geladen bevinden zich de beun, water dichte ruimten om het geheel drijvende te houden. 

Sommige baggerinstallaties zijn voorzien van een persinstallatie, die de specie door een leiding naar de strotplaats perst.

Deze walpersleidingen kunnen een diameter hebben van soms één meter en de specie vervoeren over grote afstanden.

Deze persleidingen liggen soms met behulp van drijvers op het water en extra pompinstallaties, zogenaamde opjagers of boosters, zijn aangebracht om de lange afstand te overbruggen.

Bij de aanleg van het Suezkanaal in de zestiger jaren 19e eeuw, waren de baggermolens voorzien van een speciale goot, welke gelijk naar de toekomstige oever van het kanaal leidde. Aanvankelijk waren dit houten goten van maximaal 12 meter lengte, maar werden snel vervangen door metalen goten van 18 meter lengte 

Deze aangevoerde specie vormde gelijk een soort duin, die het verzanden van kanaal van door de wind meegevoerd zand enigszins tegen ging.

VOORTSTUWING.

Zowel de onderlossers als de baggerinstallaties kunnen zelfvarend zijn. Het vastleggen of verhalen van een baggermolen boven de te bewerken bodem geschiedt veelal door middel van verankerde kabels aan de wal, terwijl andere baggervaartuigen voorzien zijn van een of meer stalen poten, die op de bodem neergelaten kunnen worden en met behulp waarvan het vaartuig ook over kleine afstanden kan worden rondgezwaaid en voortbewogen.

De moderne zuigers hebben over het algemeen hun eigen voortstuwing, door middel van één of meerder scheepsschroeven, aangedreven door motoren.

ZUIGERS.

Een zuiger is een vaartuig, dat in tegenstelling tot de baggermolen, de grond wegzuigt in plaats van weg te scheppen.

Al in 1856 kreeg de Duitser Louis Schwartzkopf uit Berlijn in Londen voor veertien jaar patent op een zuiger met persleiding. Ook in Nederland kreeg hij daarvoor octrooi, maar het patent voor de pijpleiding werd in 1864 gegeven aan Freeman and Burt, die het gingen toepassen bij de aanleg van het Noordzeekanaal.

In Schwartzkopfs zuiger stond een centrifugaalpomp, aangedreven door de stoommachine van het schip. Daaraan zat een stofzuiger een beweegbare zuigbuis met verwisselbaar mondstuk.

( Een tekening van de door stoom aangedreven, zelfladend hopperzuiger 'Sumatra' uit 1917.)

Het zuigen geschiedt met een onder de waterlijn in het schip geplaatste pomp, grond- of zandpomp genaamd. Deze pomp zorgt voor het transport van het water-grondmengsel ofwel specie. Om een goede doorstroming van de specie mogelijk te maken, zijn speciale voorzieningen getroffen om vuil, zoals stenen en stronken, tegen te houden; dit gebeurd in een verwijding van de zuigleiding, de zogenaamde stenenkist.

GRONDZUIGER.

Dit wordt ook wel de stationaire zuiger genoemd en kreeg daarnaast de misleidende naam van profielzuiger. Dit werktuig beweegt zich recht vooruit, zuigt grote putten en is niet in staat een profiel te maken voor een scheepvaartkanaal zoals bijvoorbeeld een baggermolen dat kan.

De voordelen van een grondzuiger ten opzichte van een baggermolen zijn o.a. de transportmogelijkheden van de specie van het werktuig naar de stortplaats en de levering van zuiver zand. Bovendien kan de bovenbouw van een zuiger compacter zijn, zodat in sommige gevallen transport over land mogelijk zijn. De grond wordt met een zuigbuis opgezogen. Is het zand niet goed zuigbaar, dan wordt met een waterkanon de samenhang van de bodem verstoord en de zuigbaarheid verbeterd. Het zand wordt wordt per pijpleiding, welke op drijvers ligt, naar de wal getransporteerd of in bakken langszij gelost als het zand elders nodig mocht zijn.

DE BAKKEN OF PERSZUIGER.

Deze wordt gebruikt voor het leegzuigen, met behulp van een waterkanon, van de door de grondzuiger met specie gevulde bakken en perst deze specie via een leiding naar de stortplaats.

Met uitzondering van het feit dat deze zuiger de specie dus niet van de bodem haalt, is de werking gelijk aan die van de grondzuiger.

SNIJKOP OF CUTTERZUIGER.

         ( De cutterzuiger Artimes, zusterschip van de Athena, van firma Van Oord in vol bedrijf.)

De snijkop- of cutterzuiger wordt ingezet in samenhangende grondsoorten of dunne lagen en voorts voor het afwerken van profiel.
Het is een stationair of zelfvarend werktuig.
Deze snijkopzuiger heeft een zuigbuis, maar deze krijgt voor de zuigmond een snijkop of cutter gemonteerd, een soort frees die de bodem omwoelt  of breekt en zodoende de grond zuigbaar maakt. Er zijn verschillende soorten snijkoppen, geschikt voor uiteenlopende grondsoorten.
De zuigbuis is verbonden met centrifugaalpompen in het schip.
De zuigbuis en de snijkop zijn in een ladder gebouwd, die scharnierend aan het schip is bevestigd en door middel van een bok kan worden opgehesen of laten zakken.

Het achterschip wordt niet door lieren op zijn plaats gehouden, maar door op de bodem staande spudpalen. Eén spudpaal gaat direct door het schip (de hulpspud) en de andere spudpaal steekt door een spudwagen. De spudwagen kan in de lengte richting in het schip bewegen.
Met behulp van verhaal lieren op verankerde draden wordt de zuiger zwaaiend zijdelings bewogen met de spud in de paalwagen als middelpunt van de draaicirkel.

Heeft de zuiger zijn 'snee' gecutterd, dan wordt door middel van de spudwagen, door deze te verplaatsen naar voren aan een nieuwe 'snee'worden begonnen.
De cutterzuiger voert de aangezogen specie af door een drijvende buisleiding, in bakken of kan dit achter het schip wegspuiten.

De Athena en de Artimes kwamen in 2011/2012 in de vaart voor de firma Van Oord B.V. Nederland.
Lengte over alles 135,8 meter; breedte over alles 27,82 meter; Diep 9 meter en diepgang 6,6 meter.
Maximum werkdiepte     is 31,1 meter en de zuig- uitlaat buis hebben een diameter van 1 meter.
Totaal vermogen aan boord 24.703 kW. Vermogen van de centrifugaal pompen 2 x 5000 kW.
Vermogen onderwaterpomp 5.000 kW. Maximum cutter vermogen 7.100 kW.Vaarsnelheid 12 knopen. Totale accommodatie voor 50 personen.

SLEEPHOPPERZUIGER.

De sleephopperzuiger, ook genoemd sleepzuiger, hopperzuiger, hopper of trailer, is een zeewaardig baggervaartuig met een eigen voortstuwingsinstallatie, dat in principe wordt ingezet voor baggerwerkzaamheden in zeehavens, en hun toegangswegen, riviermonden en de aanleg van nieuw land.

Het kenmerk van dit baggervaartuig is dat het de aangezogen grond in zij eigen laadruimte (hopper) laadt en meeneemt naar de plaats waar deze gelost (geklapt) moet worden. Er zijn ook zelfleegzuigende hopperzuigers in gebruik.

Vanaf het schip gaan één of twee zuigbuizen naar de bodem van de zee of de rivier. Deze zuigkoppen kunnen worden aangepast aan de bodem gesteldheid. Een sleepkop is te vergelijken met het mondstuk van een stofzuiger en wordt over de grond gesleept.

Omdat de maximale onderdruk 1 bar is, is de zuigdiepte van een sleephopper beperkt. Om meer productie te verkrijgen en/of dieper te kunnen gaan zuigen zijn er zuigers gebouwd met een onderwaterpomp. Een sleephopperzuiger moet in normaal gebruik altijd een voorwaartse snelheid hebben.

Het is van belang er voor te zorgen dat de zuigmond goed over de bodem glijdt, daar deze anders alleen water aanzuigt.

Als het laadruim is volgeladen dan worden de zuigbuizen binnenboord gehesen. Voor de wendbaarheid zijn sleephopperzuigers veelal uitgerust met twee of drie schroeven en eventueel nog een boegschroef. Ondanks bij slecht weer of een zware deining kan de sleephopperzuiger gewoon zijn werk blijven doen door de deiningscompensator die hydraulische werkt en die trekkrachtenverschillen in de hijsdraden van de zuigbuis compenseert, waardoor de kop met een door de zuigbaas (pijpenman)

in te stellen druk, op de boden blijft. Zodra het laadruim gevuld is zal het schip naar de plaats varen waar de lading benodigd is om deze te lossen.

LOSSEN.

Een sleephopperzuiger kan op drie manieren haar ruim leegmaken;

1. - Door te dumpen. Dit gebeurt door deuren of kleppen in de bodem van het schip te openen, waar

       door de lading onder uit het schip valt.

2. - Persen. Door via jetpompen en waterjets onder hoge druk water in  het ruim te pompen wordt

      het materiaal in het ruim weer 'vloeibaar' gemaakt. het ontstane mengsel kan door de bagger-

      pompen worden aangezogen en kan het schip de lading weg persen via stalen leidingen, op

      drijvers, die aan het schip kunnen worden gekoppeld.      

      Wanneer er over lange afstanden zand moet worden geperst, worden de pompen in serie gezet 

      zowel aan boord van het schip als op land is dit door een boosterstation mogelijk.

3. - Rainbowen. ( zie boven) Dit is hetzelfde als persen, alleen wordt de lading hier niet door een 

      leiding geperst, maar meteen vanuit het schip op de gewenste plaats geloosd, via een tromp

      in de persleiding die geplaatst is op of nabij de boeg van het schip.

[ zie vervolg; Baggeren voor behoud en de toekomst. (deel 3) De grote baggerwerken.]