FAQ sur le dragage

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Sondes de densité nucléaire

Des sondes de densité nucléaire peuvent être utilisées pour mesurer la densité des sédiments de fond. La plupart des sondes de densité nucléaire fonctionnent sur le principe qu'un matériau plus dense absorbera un pourcentage plus élevé du rayonnement passant de la source au détecteur qu'un matériau moins dense.

Une sonde typique est configurée de telle sorte que le matériau sédimentaire passe entre la source et le détecteur lorsque la sonde est abaissée. Les sondes de densité nucléaire peuvent donner un graphique précis de la densité des sédiments en fonction de la profondeur si elles sont correctement calibrées et utilisées.

Une limitation à l'utilisation des sondes de densité nucléaire, cependant, est la réglementation sévère qui régit leur utilisation, y compris la paperasse importante impliquée. Les sondes de densité nucléaire ne peuvent être utilisées que par du personnel autorisé et la licence est difficile à obtenir. De plus, les sondes de densité nucléaire doivent être stockées dans des conditions spéciales qui sont coûteuses à mettre en œuvre et à entretenir.

Nom-Sondes de densité nucléaire

Les sondes de densité non nucléaires fonctionnent sur divers principes, y compris acoustiques et mécaniques. Un type de sonde acoustique, la haute résolution Profileur de densité (HRDP), utilise des ultrasons. Un exemple de sonde de densité mécanique est le DensiMise au point Sonde de densité de limon.

Échantillonnage des sédiments sous-marins

Des échantillons des sédiments du canal à draguer sont souvent nécessaires pour adequater caractérisation du matériau et pour une utilisation en laboratoiretests ory. Échantillonnage et analyse des sédiments sont utilisés pour déterminer la capacité de dragage et fournir les données nécessaires à la conception du placement et utilise des alternatives bénéfiques. Le niveau d'effort requis pour l'échantillonnage des sédiments en chenal est très dépendant du projet. Si le levé géophysique est requis, des échantillons peuvent être requis pour interprétations de la vérité. Dans le cas des travaux d'entretien courant, les données des prélèvements antérieurs et l'expérience avec du matériel similaire peut être disponible, et la portée des enquêtes sur le terrain peut être réduit. Pour les projets de maintenance inhabituels ou les projets de nouveaux travaux, domaine plus étendu des enquêtes sont nécessaires.

Pour les travaux d'entretien, les investigations des canaux peuvent être basées sur des échantillons ponctuels de sédiments. Puisque les sédiments de fond sont dans un état essentiellement non consolidé, les échantillons ponctuels sont satisfaisants aux fins de la caractérisation des sédiments et sont faciles et peu coûteux à obtenir. L'échantillonnage instantané peut indiquer une composition sédimentaire relativement homogène, des poches séparées de sédiments à grains grossiers et fins et / ou des mélanges. Si des poches isolées sont présentes, des échantillons peuvent être prélevés en un nombre suffisant d'emplacements dans le chenal pour définir de manière adéquate les variations spatiales du caractère des sédiments. Dans tous les cas, les résultats de l'échantillonnage ponctuel doivent permettre d'estimer les proportions relatives de sédiments à grains grossiers et fins présents. Il faut être prudent dans l'interprétation des conditions indiquées par les échantillons ponctuels, car les échantillons de surface des sédiments n'indiquent pas de variation du caractère des sédiments avec la profondeur.

Pour des informations plus détaillées, des échantillons supplémentaires peuvent être prélevés en utilisant des techniques de forage conventionnelles. Des échantillons de sédiments prélevés par des techniques de forage conventionnelles ne sont normalement nécessaires que dans le cas de nouveaux travaux de dragage. Les emplacements des sondages doivent être choisis en fonction des informations obtenues à partir du levé géophysique et / ou de l'échantillonnage instantané initial. Des échantillons doivent être prélevés dans les principales zones de variation spatiale du type de sédiment ou le long de la ligne médiane du chenal proposé à un espacement constant pour définir la stratification à l'intérieur du matériau à draguer et obtenir des échantillons représentatifs.

Puits d'essai et tranchées

Les fosses d'essai et les tranchées sont généralement faites avec des équipements de coupe et de retrait mécaniques, tels que des machines à benne preneuse (grappin), à dragline ou à rétrocaveuse. Le processus d'excavation d'une fosse ou d'une tranchée peut, en soi, être une forme de dragage d'essai. La fosse est creusée à la profondeur d'échantillonnage ou d'essai. L'échantillonnage ou le test est ensuite effectué à la surface de la fosse à l'aide d'un système à commande en surface, par un appareil à distance supporté par le fond ou par un conducteur. Le matériau excavé est généralement un échantillon représentatif si l'on prend soin du processus d'excavation / d'échantillonnage.

Certains sédiments, tels que le gravier grossier, les galets, les rochers, les coquilles et les débris, ne peuvent pas être échantillonnés efficacement en utilisant les méthodes habituelles de forage et d'échantillonnage du génie géotechnique. Une fosse d'essai ou une tranchée est alors le seul moyen d'obtenir un échantillon représentatif du sédiment. Dans ces cas, la résistance in situ n'est généralement pas un facteur, et un échantillon perturbé, mais représentatif, est très utile pour décrire le caractère des sédiments

Études géotechniques du site de placement

Des enquêtes sur le terrain doivent également être effectuées sur les sites de placement proposés pour définir conditions de fondation et pour obtenir des échantillons pour les tests de laboratoire. Ceci est particulièrement important pour les installations d'élimination confinée proposées (CDF). L'étendue des enquêtes de terrain requises Depend de la taille du projet et le les conditions de fondation sur le site. C'est particulièrement important pour définir les conditions de fondation (y compris la profondeur, épaisseur, étendue et composition de strates de fondation), les conditions des eaux souterraines et d'autres facteurs qui peuvent influencer la construction et fonctionnement du site.

Gravité spécifique des solides

La gravité spécifique des constituants solides d'un sol est le rapport du poids unitaire des solides au poids unitaire de l'eau. Bien que cela n'indique pas comportement de dragage, la gravité spécifique est essentielle pour le calcul du taux de vide et de la porosité. La les autres propriétés nécessaires sont la densité in situ et la teneur en eau. Ces calculs impliquent détermination de la densité et du volume des solides du sol en tant que partie du volume total in situ.

Facteurs déterminant la sélection de l'équipement

  • Caractéristiques physiques du matériau à draguer.
  •  Quantités et disposition physique des matériaux à draguer.
  •  Profondeur de dragage.
  • Localisation des sites de dragage et de placement et distance entre eux.
  • L'environnement physique de et entre les zones de dragage et de placement.
  • Niveau de contamination des sédiments.
  • Méthode de placement.
  • Production requise.
  • Type de dragues disponibles

Dragues hydrauliques et mécaniques

Les dragues hydrauliques et mécaniques ont permis la transformation des rivières et des ports du monde entier en voies navigables, permettant le transport du commerce et des personnes là où le passage de l'eau était historiquement indisponible. La drague hydraulique a largement contribué à cette transformation en permettant le mouvement de grandes quantités de déblais de dragage sur des périodes de temps relativement courtes.

Dragues hydrauliques

Les dragues hydrauliques sont caractérisées par l'utilisation d'une pompe centrifuge pour draguer le sediment et le transporter, sous forme de suspension liquide, vers une zone de décharge. La pompe centrifuge était la première développé en France au début des années 1800 puis adapté au dragagedans les années 1850 par le USACE. Dans leur forme actuelle, les dragues pipelinières à trémie et à tête de coupe existent depuis la 1870 et sont maintenant répandus dans le monde entier. 

Les principaux types de dragues hydrauliques sont les dragues à trémie et les dragues à tête de coupe.

  • Dragues aspirantes traînantes (hydrauliques). Les dragues à trémie sont des navires de mer qui excavent les matériaux hydrauliquement et les transportent vers un site de placement dans une trémie intégrée à la coque du navire.
  • Dragues hydrauliques. Les dragues pipelinières sont normalement des dragues non automotrices qui peuvent utiliser un couteau mécanique pour briser le matériau, qui est ensuite excavé hydrauliquement et transporté vers le site de placement par un pipeline.

La drague à tête de coupe hydraulique est le navire de dragage le plus couramment utilisé et est généralement le plus efficace et le plus polyvalent. Parce qu'il est équipé d'un appareil de coupe rotatif entourant l'extrémité d'admission du tuyau d'aspiration, il peut creuser et pomper efficacement tous les types de matériaux alluviaux et de dépôts compactés. Cette drague a la capacité de pomper des matériaux de dragage sur de longues distances vers les zones de placement des hautes terres. La vitesse de décharge du pipeline, dans des conditions de travail courantes, varie de 15 à 20 pieds / s (4.5 à 6 m / s).

Dragues mécaniques

Les dragues mécaniques se caractérisent par l'utilisation de certains forme de godet pour creuser et soulever le matériau du fond. Ils ne sont normalement pas affectés à transporter le matériel à la zone de placement ultime. Dans certains cas, les matériaux dragués peuvent être déposés directement dans l'eau ou sur la rive immédiatement adjacente à la zone de dragage. NiCependant, la drague mécanique dépose de la matière dans une barge qui la transporte à ces victimes que nous nommons site de placement. Les dragues mécaniques peuvent être classées en deux sous-groupes en fonction de la manière dont leurs godets sont connectés à la drague: reliés par un câble métallique (benne preneuse ou dragline) et structurellement connectés (une pelle rétrocaveuse).

Drague Taux de production

Le taux de production est généralement défini comme le nombre de verges cubes de sédiments situ dragués pendant une période donnée (communément exprimés en yd3/heure). Drague à tête de coupe la productivité dépend principalement de la capacité de pompage de la drague, la profondeur de cut, taux d'avance, le hauteur de la banque à couper, taille de la fraise, géométrie, puissance, vitesse, vitesse de rotation de l'échelle et direction, la largeur de coupe, l'efficacité de l'opérateur, l'efficacité de la drague et les caractéristiques des sédiments. Paramètres qui influencent la capacité de pompage comprennent la puissance, le diamètre et l'état de la pompe, et configuration du pipeline (longueur et géométrie de la ligne, type de pipeline, levage vertical et présence d'échelle et / ou de pompes d'appoint). Les pompes d'appoint sont utilisées lorsque la longueur du pipeline dépasse la une capacité de puissance de la pompe de dragage ou une cadence de production plus élevée est souhaitée. Autres conditions du site qui peuvent avoir un effet très significatif sur la production comprennent les conditions météorologiques, les vagues, les courants, les marées, le trafic maritime et la présence de débris et de contaminants

Drague EPlacement des matériaux xcavated

Les matériaux excavés peuvent être placés dans des zones telles que des sites en eau libre, sur un plage, ou dans zones de placement confinées situées soit dans l'eau, soit sur les hautes terres. En cas d'ouverture-placement de l'eau, un dis flottantun pipeline de charge peut être utilisé. Le pipeline de décharge flottant peut se composent de sections de tuyaux montés sur des pontons et maintenus en place par des ancres, ou il peut consister d'un tuyau flexible flottant (par exemple, un tuyau en caoutchouc enveloppé dans un matériau flottant). Submergé canalisation de décharge (en acier ou en-densité polyéthylène [PEHD]) peut, sous les conditions spécifiques au site, être utilisées pour réduire les forces induites par les vagues et les courants afin d'améliorer le pipeline connectivité conjointe. Des sections supplémentaires de pipeline à terre sont nécessaires lorsque le placement en altitude est utilisé. De plus, les matériaux excavés peuvent être placés dans des barges-trémies pour placement en eau libre ou dans des zones confinées éloignées de la zone de dragage.

Problèmes environnementaux de dragage

La qualité d'eau

• Augmentation de la turbidité
• Mobilisation et transport des contaminants

Santé écologique

• Impacts sur les espèces menacées
• Impacts sur la migration et le frai des poissons dus à la turbidité
• Répercussions sur l'habitat essentiel du poisson
• Perte d'habitat ou de benthos par élimination ou étouffantToxicité aiguë et chronique due à remise en suspension des contaminants
• Impacts du bruit sous-marin sur les poissons

Santé humaine

• Bioaccumulation

Systèmes de transport hydrauliques

Avantages

• Systeme ferme
• Connexion directe avec les systèmes de dragage hydrauliques
Pas de remaniement

 Inconvénients

• Les sédiments doivent être dilués avec de l'eau pour le transport
• La régénération de la densité in situ (si nécessaire) des sédiments fins nécessite beaucoup de temps et une gestion appropriée
• Une détention importante peut être nécessaire pour répondre aux normes de qualité de l'eau

SECTION 103 du MPRSA

Interdit le rejet de dragées matériel en eaux océaniques sans permis du Corps d'ingénieurs

Nécessite une évaluation des alternatives

L'élimination ne doit pas «dégrader ou mettre en danger de manière déraisonnable la santé humaine, le bien-être ou les équipements, ou l'environnement marin, les systèmes écologiques ou les potentialités économiques»

Corps et EPA ont publié des manuels d'essais conjoints pour évaluer les permis

Les permis sont soumis à l'examen et à l'approbation de l'EPA

CWA SSECTION 404

La section 404 de la CWA interdit le rejet de déchets dragués ou remplir le matériau dans "eaux des États-Unis » sans permis du Corps of Engineers.

Nécessite une évaluation des alternatives

Aucun rejet ne sera autorisé qui «dégradera les eaux des États-Unis»…

Avec le Corps, l'EPA a élaboré des directives d'évaluation et des manuels de test pour évaluer les permis

Les permis sont soumis à l'examen de l'EPA et au «veto» si les directives ne sont pas moi

DROUGE PERMIT-TERMS ET CCONDITIONS

Type, quantité et source de matériel à être disposé

Emplacement du site de placement

Calendrier, taux et méthodes de placement

Équipement / transport

Suivi et reporting

Dispositions d'inspection

Contrôles opérationnels et techniques requis

Capacité de transport du pipeline de lisier

Le pourcentage de solides pouvant être transportés dans un pipeline est fonction de la vitesse de la boue, de la nature des solides et de la taille du pipeline.

La turbulence est nécessaire pour maintenir les solides en suspension et en circulation. Les lignes plus grandes nécessitent une vitesse plus élevée pour obtenir la turbulence équivalente d'une ligne plus petite à une vitesse inférieure.

Un opérateur de dragage n'a pas besoin de toute l'expertise des sols de la géotechnique, mais doit être capable d'interpréter les données géotechniques. Reconnaître les différents sols et leur effet sur les performances de sa drague est essentiel.

Pression barométrique de dragage

La seule force dont dispose une drague conventionnelle pour pousser le lisier vers la pompe de dragage est la pression barométrique. Lorsque la pression barométrique est pleinement utilisée, la vitesse maximale se produit dans la conduite d'aspiration, et la capacité maximale est atteinte en fonction de la surface de la conduite d'aspiration. L'altitude au-dessus du niveau de la mer réduit la pression barométrique et la densité de l'air pour la combustion du carburant et peut donc entraîner une réduction appréciable de la productivité de la drague.

Vitesse d'aspiration du dragage en profondeur

 Il y avait une grosse drague qui travaillait sur le port de Marseille, en France. La fraise a été placée à une profondeur de creusement de 7 mètres. Après avoir terminé une coupe, l'opérateur de la drague a abaissé le couteau à 10 mètres et a immédiatement ajusté la vitesse de sa pompe à la hausse. Lorsqu'on lui a demandé pourquoi il avait augmenté la vitesse de la pompe, il a répondu: «Tout le monde sait qu'il faut plus de puissance pour ramasser le matériau à 10 mètres qu'à 7 mètres. Je lui ai simplement donné plus de puissance.

Et en effet, il avait, car il a augmenté considérablement l'eau qu'il pompait. Mais, il avait également réduit sa charge utile de solides de manière significative et n'obtenait rien en échange de sa consommation de carburant accrue, sauf une diminution de la production, une usure accrue et des problèmes d'eau supplémentaires dans la zone d'élimination.

La tendance naturelle de l'opérateur à augmenter la vitesse d'aspiration à mesure que la profondeur de creusement augmente entraîne une augmentation des coûts et une baisse de la production.

Il existe une vitesse optimale ou correcte pour chaque profondeur. Cette vitesse optimale se traduit par la répartition des 28 pieds de pression barométrique sur les plusieurs pertes par aspiration afin de maximiser la cadence de production. La compréhension de la conduite d'aspiration et de ses pertes est essentielle au bon fonctionnement de la drague hydraulique. Un programme informatique qui calcule la vitesse d'aspiration optimale est une aide précieuse pour l'opérateur. Une fois cette vitesse établie, d'autres données utiles à l'homme de levier se mettent en place, par exemple, la tête, la densité de la boue, la perte de frottement par 100 pieds de ligne, le mètre cube par heure, la longueur maximale de la ligne et HP. Connaître la capacité d'une drague peut s'avérer très motivant pour ses opérateurs.