"Verticale drainage in een slibdepot Bremerhaven vanaf pontons aangebracht”. Auteur: J. Spelt, Cofra BV Amsterdam Het rendement van slibdepots kan verbeteren door een snelle ontwatering. Bij het uitbreiden van de kade en het terrein op een slibdepot in de Osthafen in Bremerhaven heeft Cofra het verticale drainagesysteem Beaudrain-S vanaf drijvende pontons aangebracht. Daarna werden de 17 m lange verticale drains met HDPE slangen gekoppeld aan vacuümpompen zodat overspannen grondwater werd afgezogen. Hierdoor kon meer specie geborgen worden en komt het terrein snel beschikbaar voor gebruik. Het systeem is de laatste jaren ontwikkeld en uitgetest op vele werken in Nederland voor het versneld zettingsarm maken van terreinen en wegen. Ook wordt het systeem ingezet voor een megaproject (350.000 m²) op het vliegveld in Bangkok-Thailand. Algemeen Reststoffen die niet herbruikbaar zijn worden vaak opgeslagen in depots. Voorbeeld hiervan is de zogenaamde “minetailing”, het slibresidu dat bij het opwerken van metaalerts zoals lood, tin of koper overblijft en in grote depots wordt geborgen. Door toenemende veiligheids- en milieueisen is er behoefte aan concentratie van de opslag van minetailing tegen acceptabele kosten. In tal van landen zoals Spanje, Finland, en Roemenie wil men deze depots snel ontwateren zodat er meer in geborgen kan worden. Maar ook bij het uitdiepen van havens en vaargeulen in Rotterdam, Bremen, Hamburg en Antwerpen komen grote hoeveelheden baggerslib vrij. De verontreinigde specie wordt geborgen in speciale depots. Deze depots hebben een tijdelijk karakter of worden na het vullen definitief als natuureiland, bedrijfsterrein, kern van een dijk of een duin ingericht. Een snelle betrouwbare ontwateringmethode draagt bij aan het beperken van de kosten en de bouwtijd. Ontwikkeling en optimalisatie verticale drainage Omstreek 1927 werden in Californië zandpalen ontwikkeld om de consolidatie van de ondergrond als gevolg van ophogingen te versnellen. In Nederland paste men vanaf 1950 de eerste zandpalen toe. De Nederlandse bodem bestaat voor een groot deel uit klei- en veenlagen die veel water bevatten en samendrukbaar zijn. Door gebruik van verticale drainage kan overspannen water afgevoerd worden en is een snelle zetting mogelijk. Prefabdrains werden voor het eerst toegepast in Zweden in 1937. In Nederland werden de eerste kunststofdrains in 1972 geïntroduceerd bij de aanleg van de centrale Hemweg in Amsterdam, waarna het gebruik ervan in een stroomversnelling kwam. Kunststofdrains functioneren beter en zijn snel en gemakkelijk te plaatsen. Ook is de filterwerking beter en betrouwbaarder. Ze werden een geduchte concurrent van de zandpalen, die momenteel nog nauwelijks worden toegepast. Door de grote vraag naar een hoogwaardige kunststofdrain heeft Geotechnics Holland (nu Geotechnics bv. in 1978 de Mebradrain ontwikkeld. Dit type drainage is sindsdien uitgegroeid tot de wereldwijd meest toegepaste verticale kunststofdrain. Er is inmiddels in 48 verschillende landen meer dan 300 miljoen strekkende meter Mebradrain toegepast.
Aanbrengen BeauDrain-S vanaf pontons in depot Osthafen in Bremerhaven
Project Bremerhaven In opdracht van het havenbedrijf Bremerport realiseert fa. Heinrich Hirdes GMBH in de Osthafen een speciedepot waarop later een auto-opslagterrein wordt aangelegd. Rondom het depot is een stalen combi damwand geheid tot een diepte van circa -25,00 m NN. In dit depot was reeds een bestaande sliblaag aanwezig van ca NN-5,50 tot NN-17 m. Vervolgens is de haven buiten de damwand tot NN -10,00 m gebaggerd d.m.v. kraanpontons en met een slibverdringingspomp is de specie in het depot gestort als vulmateriaal tot ca NN +0.80 m Cofra BV heeft bij het havenbedrijf Bremerport als alternatief voor een vacuümconsolidatie systeem dat in het bestek was opgenomen, het BeauDrain-S drainagesysteem aangeboden. Het havenbedrijf heeft dit alternatief geaccepteerd omdat de grotere effectiviteit en flexibiliteit van BeauDrain-S in diverse internationale projecten is aangetoond.
Projectportfolio BeauDrain-S verticale kunststofdrainagesystemen Projectomschrijving Opdrachtgever Culemborg Tankstation Tango Nederland Hattem (rotonde) Vinkeveen NTP infra Alphen a/d Rijn Boskalis Infra Sliedrecht RW15 comb. Nederwaert Gorinchem Betuweroute HBSC Vinkeveen (bouwterrein) Van der Werff Ter Aar, afvalbrengstation Cyclus NV Delft Parkeerplaats Ikea Nederland Bangkok (Svarnabhumi airport) CH.Karnchang Public Company Reeuwijk (bouwterrein) Boskalis Infra Pijnacker (2 fasen) Boskalis Infra Geertruidenberg Grondbank Nederland Schiedam (Schieveste) Boskalis Infra Sloelijn Comb. Boskalis KWS Bremerhaven (Slibdepot) Heinrich Hirdes GMBH Singapore (Circle line) Nitsumashu
Aantal m² 3600 600 6300 1100 4800 3000 1800 3.700 350.000 600 2500 13.000 1250 2500 62.000 600
jaar 2004 2004 2004 2004 2004 2005 2005 2005 2005/6 2005 2005 2005 2005 2006 2006 2006
Na het vullen van het depot met slib is op de waterbodem een dubbele laag zandmatten l type Terrafix B 301G31 van Naue afgezonken aangebracht om de krachten van een latere zandlaag te verdelen. Vervolgens heeft Boskalis Westminster uit Papendrecht met de sleephopper” Waterway” zand in lagen van 20 cm gesproeid. Door de geringe draagkracht van de baggerspecie ontstonden bij een laag zand van circa 80 cm echter al oppersingen. Het aanbrengen van de voorgenomen zandlaag van 400 cm dik was hierdoor niet mogelijk. Na overleg met de opdrachtgever is de uitvoeringsmethode gewijzigd en heeft Cofra BV voorgesteld de drains vanaf drijvende pontons aan te brengen. Hiervoor is een nieuw deelwerkplan opgesteld, waarin de werkmethode, de organisatie, het in te zetten materieel en de veiligheidsvoorschriften zijn beschreven.
Kader BeauDrain en BeauDrain S Om de effectiviteit van verticale drainage verder te verbeteren heeft men een aantal productinnovaties doorgevoerd. Naast het BeauDrain systeem (een combinatie van horizontale en verticale kunststofdrainage schermen gekoppeld aan vacuümpompen) heeft men eind 2003 het BeauDrain-S systeem ontwikkeld. Bij dit systeem worden de verticale kunststofdrains bovengronds gekoppeld aan een slangensysteem en vacuümpompen. Het heeft een hoge effectiviteit en kan ook op minder draagkrachtige ondergronden zoals slibdepots aangebracht worden zonder dat de bovenste grondlaag verstoord wordt. Nadere informatie over Mebradrain, BeauDrain en BeauDrain-S is vermeld op http://www.cofra.com/papers/MebraRapportNL-2002.pdf Eén van de laatste ontwikkelingen is de toepassing van BeauDrain-S in een baggerspeciedepot. Verontreinigde baggerspecie moet in geïsoleerde depots opgeslagen worden. Dit slib heeft een bijzonder hoog watergehalte dat een groot deel van de beschikbare kostbare opslagruimte in beslag neemt. Daarnaast duurt het vrij lang voordat depots weer begaanbaar of bouwrijp gemaakt kunnen worden. Door toepassing van vacuümconsolidatie treedt een versnelde zetting van de baggerspecie op. Afhankelijk van de samenstelling van de specie (zand en slibgehalte) kan bij het gebruik van het BeauDrain-S systeem een zetting van enkele meters in een tijdsbestek van circa 3-6 maanden gerealiseerd worden. Installatie in depot Osthafen De drains zijn in een speciale container geprefabriceerd. In deze beschutte omgeving worden de kunststofdrains (MD 88 H) op lengte geknipt en voorzien van een aansluitstuk, een 3,5 m HDPE slang. Vanaf drijvende pontons wordt de 17 m lange geprefabriceerde drain aangebracht in de waterbodem. De plaatsbepaling is uitgevoerd met een kraan monitorings systeem op basis van DGPS NovAtel. Positie en diepte van de drains werden tijdens het werk vastgelegd en later op tekening gedocumenteerd. Nadat de drains geplaatst waren is de waterstand in het depot tot op de waterbodem verlaagd, zodat de slangen van de drains doorgekoppeld konden worden tot strengen. De leidingstrengen werden aangesloten op een verzamelleiding die verbonden is met een containerunit waarin een vacuümpompsysteem is geplaatst. Aan het pompsysteem is een GSM melder gekoppeld om eventuele storingen te melden. Tijdens de consolidatieperiode draaien de pompen volcontinue. Totaal zijn er bij het speciedepot Osthafen 10 container units ( 2 pompen per unit) ingezet, 4 op het land en 6 op pontons die in het depot liggen. Het opgepompte water is teruggevoerd in het terrein. Op 1 centrale lokatie is het water geloosd in de haven.
Depot Osthafen na het leegpompen van de HDPE slangen van het BeauDrain-S systeem. Projectgegevens Project Oppervlakte Opdrachtgever Hoofdaannemer Onderaannemer hydraulisch zandtransport Installatie BeauDrain-S en vacuümconsolidatie Projectkosten vacuümdrainage
Aanleg baggerspeciedepot annex autokade in de Osthafen in Bremerhaven Circa 62.000 m² Havenbedrijf Bremerports, Bremen Heinrich Hirdes GMBH, Hamburg Boskalis Westminster NV, Papendrecht Cofra BV, Amsterdam € 2.000.000,- ex BTW
Monitoring van de zetting Op het depot zijn totaal 22 zakbaken na het leegpompen van het terrein geplaatst. Deze worden elke week gemeten zodat een goed beeld ontstaat van de opgetreden zetting van het speciedepot. Uit de resultaten blijkt dat ondanks de geringe bovenbelasting van 80 cm als gevolg van het vacuüm de zetting in de eerste zes weken al 50 cm bedroeg. Ervaringen en verdere ontwikkeling De ervaringen met het plaatsen van de verticale drainage en het ontwateren van depot Osthafen zijn zeer positief. Ondanks dat de uitvoering in de winter plaatshad is het werk goed verlopen. Voor het aanbrengen van BeauDrain-S in slibdepots gaat Cofra BV een speciaal licht voertuig ontwikkelen dat op een dunne zandlaag kan werken. Hierdoor kan het aanbrengen en koppelen van de drains nog sneller uitgevoerd worden. Ook op speciedepots in Nederland (Slufter, Ketelmeer en Haringvliet etc.), Duitsland (Hamburg, Bremen etc ) en België (depots rond Antwerpen) kan men met het gebruik van dit vacuüm drainagesysteem veel tijd en kosten besparen. ***
