ما هو بارجة سبليت هوبر؟ لماذا يتم استخدامه بشكل شائع مع كراكات الشفط القاطع؟
في مشاريع التجريف في الموانئ والقنوات والبحرية، لا تعد إزالة المواد من قاع البحر سوى جزء من المهمة.
بعد التنقيب عن الرمال أو الطين أو الطين أو غيرها من المواد المجروفة، يجب على المشروع أيضًا تحديد كيفية نقلها بعيدًا عن منطقة التجريف.
في العديد من مشاريع Cutter Suction Dredger، يتم نقل الملاط المجروف عبر خط أنابيب التفريغ. عادةً ما يتم توصيل خط الأنابيب العائم بالكراكة ويمكن دمجه مع خطوط الأنابيب البرية لتوصيل المواد إلى منطقة الاستصلاح أو بركة الترسيب أو أي موقع محدد آخر.
ومع ذلك، ليس كل مشروع تجريف مناسبًا لتصريف خطوط الأنابيب لمسافات طويلة-.
عندما يلزم نقل المواد المجروفة إلى منطقة التخلص البحرية، أو عندما يكون موقع المشروع بعيدًا عن الشاطئ، أو عندما يكون تركيب خط أنابيب طويل غير عملي، يجبسبليت هوبر بارجيمكن أن توفر حلا بديلا.
إن Split Hopper Barge عبارة عن سفينة متخصصة غير ذاتية الدفع -مصممة بشكل أساسي لنقل المواد المجروفة وإلقاءها.
يتكون هيكلها من قسمين متصلين بمفصلات ويتم تشغيلهما بواسطة نظام فتح هيدروليكي. أثناء النقل، يظل قسما الهيكل مغلقين. بمجرد وصول البارجة إلى منطقة التخلص المخصصة، يتم فتح الهيكل ويتم تفريغ المواد المجروفة من خلال قاع السفينة.
نظام العمل الأساسي هو:
الحفارة ذات القاطع الماص ← بارجة هوبر المنفصلة ← الساحبة ← منطقة التخلص
تقوم الحفارة ذات الشفط القاطع بتنفيذ أعمال الحفر، بينما تقوم الحفارة المقسمة بنقل المواد المجروفة، وتقوم القاطرة بتحريك البارجة بين منطقة التجريف وموقع التخلص.
لماذا تعد صنادل سبليت هوبر مهمة في مشاريع التجريف؟
قد تبدو سفينة سبليت هوبر بسيطة نسبيًا مقارنة بالكراكة، ولكنها تلعب دورًا مهمًا في دورة التجريف الشاملة.
يمكن لجرافة الشفط القاطع أن تقوم بحفر المواد تحت الماء بشكل مستمر. ومع ذلك، يجب إزالة المادة المجروفة من منطقة العمل دون مقاطعة الإنتاج.
عندما يكون تفريغ خط الأنابيب مناسبًا، يمكن نقل الملاط المجروف بشكل مستمر من خلال خطوط الأنابيب العائمة والبرية.
ولكن عندما يتعين نقل المادة عن طريق الماء إلى مكان آخر، تصبح سفينة Split Hopper Barge جزءًا مهمًا من النظام.
الدورة الأساسية هي:
الحفارة بـ Cutter Suction ← التحميل ← بارجة هوبر المنفصلة ← نقل القاطرة ← التخلص البحري ← العودة
تستمر الحفارة في الحفر بينما تدور الصنادل بين التحميل والنقل والتفريغ والعودة إلى موقع التجريف.
وهذا يجعل Split Hopper Barge أكثر من مجرد سفينة شحن.
ويصبح جزءًا من نظام معالجة المواد- الذي يسمح بمواصلة عملية التجريف بكفاءة.
لماذا نستخدم بارجة سبليت هوبر عندما يتوفر خط أنابيب عائم؟
يعد هذا تمييزًا مهمًا عند اختيار المعدات لمشروع التجريف.
تقوم بارجة سبليت هوبر بذلكلااستبدال نظام خطوط الأنابيب العائمة الذي تستخدمه كراكات Cutter Suction.
في العديد من مشاريع التجريف، يكون تفريغ خطوط الأنابيب هو الحل الطبيعي.
نظام تجريف خط الأنابيب النموذجي هو:
الحفارة بـ Cutter Suction ← خط الأنابيب العائم ← خط الأنابيب البري ← منطقة الاستصلاح
تقوم الحفارة بضخ الملاط المجروف من خلال خط أنابيب التفريغ، مما يسمح بنقل المواد بشكل مستمر إلى منطقة معينة.
يعمل هذا الحل بشكل جيد عندما:
يمكن الوصول إلى منطقة الاستصلاح عن طريق خط الأنابيب
مسافة التفريغ معقولة
تركيب خطوط الأنابيب عملي
يمكن ضخ المواد المجروفة مباشرة إلى الوجهة
ومع ذلك، فإن بعض المشاريع لها متطلبات مختلفة تماما.
على سبيل المثال، قد يلزم نقل المادة المجروفة لعدة أميال بحرية بعيدًا عن الشاطئ للتخلص منها. قد يحتوي المشروع أيضًا على مساحة محدودة لخطوط الأنابيب أو قد يحتاج إلى إبقاء قنوات التنقل الحالية مفتوحة.
في مثل هذه الحالات، يمكن أن يكون نقل المواد بالصندل أكثر عملية.
فيصبح النظام بعد ذلك:
الحفارة ذات القاطع الماص ← البارجة المقسمة ← الساحبة ← منطقة التخلص البحرية
ولذلك، فإن السؤال ليس مجرد ما إذا كان بإمكان الحفارة استخدام خط الأنابيب.
والسؤال الأهم هو:
إلى أين يجب أن تذهب المادة المجروفة في النهاية؟
إذا كان من الممكن الوصول إلى الوجهة بكفاءة من خلال خط أنابيب، فقد يكون نظام خطوط الأنابيب العائمة والبرية هو الحل الأفضل.
إذا كان من الضروري نقل المواد عن طريق المياه وإلقائها في منطقة التخلص المخصصة، فقد تكون بارجة سبليت هوبر هي الخيار الأكثر ملاءمة.
كراكات الشفط القاطع: أحد التطبيقات الرئيسية للصنادل المقسمة
من بين الأنواع المختلفة لمعدات التجريف،الحفارة ذات الشفط القاطع (CSD)هي واحدة من أهم الكراكات التي يمكنها العمل مع صنادل سبليت هوبر.
تستخدم الحفارة ذات الشفط القاطع رأس قاطع دوار لاستخراج المواد من قاع البحر.
يتم بعد ذلك خلط المادة بالماء وضخها عبر نظام التجريف.
اعتمادًا على متطلبات المشروع، يمكن نقل المواد المجروفة عبر خط أنابيب أو تحميلها في بارجة سبليت هوبر.
عند استخدام طريقة التحميل، يتم وضع Split Hopper Barge بجانب الحفارة.
يتم نقل المواد المجروفة إلى البارجة.
بمجرد وصول البارجة إلى قدرتها التحميلية، فإنها تغادر منطقة التجريف ويتم نقلها بواسطة قاطرة إلى منطقة التخلص المحددة.
بعد تفريغ حمولتها، تعود البارجة الفارغة إلى موقع التجريف وتبدأ دورة تحميل أخرى.
وهذا يخلق نظام عمل مستمر:
الحفارة بـ Cutter Suction ← تحميل البارجة ← النقل ← الإغراق ← العودة
مثال حقيقي للمشروع: بورت هيدلاند، أستراليا
يقدم ميناء Hedland في غرب أستراليا مثالًا واقعيًا واضحًا-لعمل Cutter Suction Dredger مع Split Hopper Barges.
وفقًا لمعلومات المشروع التي نشرها جان دي نول، تضمن مشروع تحسين ومخاطر القناة إجراء عمليات تجريف تقريبًا42 كم من القناة.
خلال المرحلة اللاحقة من المشروع، الحفارة ذات الشفط القاطعنيكولو مكيافيليتم نشره في تهيئة تحميل البارجة-والعمل معًااثنين من الصنادل سبليت هوبر.
سمح هذا الترتيب بنقل المواد المجروفة بعيدًا عن منطقة التجريف مع الحفاظ على تشغيل قناة المنفذ النشطة.
وهذا مثال نموذجي على:
الحفارة ذات الشفط القاطع + الصنادل ذات القادوس المنفصل + الساحبة
النقطة الأساسية هي أن صنادل سبليت هوبر لم تكن مجرد سفن نقل إضافية. لقد شكلوا جزءًا مهمًا من عملية التجريف عن طريق إزالة المواد من منطقة العمل.
مثال حقيقي للمشروع: ميناء ليباجا، لاتفيا
يعد ميناء ليباجا في لاتفيا مثالًا موثقًا آخر.
أفاد جان دي نول أن المشروع استخدم الحفارة Cutter Suction Dredger ذاتية الدفعفرناو دي ماجالهايس، بدعم منثلاثة صنادل سبليت هوبر.
تحتوي منطقة التجريف على الرمال والطين والحجارة والصخور الجليدية الكبيرة، مما يخلق ظروف عمل صعبة.
تم الانتهاء من المشروع في أقل من تسعة أشهر، أي قبل الموعد المحدد بحوالي شهر ونصف.
سمح استخدام صنادل سبليت هوبر المتعددة للكراكة بالحفاظ على دورة الإنتاج الخاصة بها أثناء انتقال الصنادل بين منطقة التجريف وموقع التخلص.
يوضح هذا المشروع أيضًا سبب عدم إمكانية تحديد عدد الصنادل ببساطة من خلال حجم الحفارة.
العدد المطلوب يعتمد على دورة النقل بأكملها.
مثال حقيقي للمشروع: ميناء روستوك، ألمانيا
يقدم مشروع تجريف ميناء روستوك مثالاً أكثر وضوحًا على أهمية صنادل سبليت هوبر.
وفقًا لجان دي نول، الحفارة ذات الشفط القاطعفرناو دي ماجالهايستم استخدامه لتعميق قناة الوصول للميناء.
ونظرًا لأن حركة السفن العادية كانت لها الأولوية في القناة الملاحية، كان يجب أن تتم عملية التجريف ضمن قيود تشغيلية صارمة.
المشروع المستخدمستة صنادل سبليت هوبرلنقل المواد المجروفة.
تم تدوير الصنادل بانتظام حتى تتمكن الحفارة ذات الشفط القاطع من مواصلة العمل بينما كانت الصنادل الأخرى تنقل المواد أو تتخلص منها.
وهذا يوضح مبدأ مهم:
وتتطلب الحفارة عالية الإنتاجية أيضًا نظام نقل منتجًا بدرجة كافية.
إذا قامت الحفارة بحفر المواد بشكل أسرع من قدرة الصنادل على إزالتها، فقد تضطر الحفارة في النهاية إلى التوقف والانتظار.
لذلك، يجب أن تتوافق سعة وكمية بارجة سبليت هوبر مع معدل إنتاج الحفارة ذات الشفط القاطع.
مثال حقيقي للمشروع: الناظور غرب المتوسط، المغرب
ويقدم تطوير ميناء الناظور غرب البحر المتوسط في المغرب مثالا واضحا آخر على هذا الدمج.
تسجل معلومات المشروع التي نشرها Jan De Nul استخدامثلاث كراكات شفط القاطعمعستة صنادل سبليت هوبر.
كانت جرافات الشفط القاطعة مسؤولة عن التنقيب عن المواد في قاع البحر، بينما قامت الصنادل المقسمة بجمع المواد المجروفة ونقلها إلى مناطق التخلص البحرية.
يعد هذا نظامًا لوجستيًا نموذجيًا واسع النطاق-للتجريف:
كراكات الشفط القاطعة ← صنادل هوبر المنفصلة ← التخلص من المياه في الخارج
توفر الكراكات قدرة الحفر، بينما توفر الصنادل قدرة النقل.
لماذا يختلف عدد الصنادل المقسمة؟
تظهر المشاريع الحقيقية أنه لا توجد قاعدة عالمية مثل:
تحتاج الحفارة ذات القطع القاطع دائمًا إلى صندلين.
على سبيل المثال:
ميناء هيدلاند
1 كراكة شفط قاطعة + 2 صنادل قادوس منفصلة
ليباجا
1 كراكة شفط قاطعة + 3 صنادل قادوس منفصلة
روستوك
1 كراكة شفط قاطعة + 6 صنادل قادوس منفصلة
الناظور غرب ميد
3 كراكات شفط قاطعة + 6 صنادل قادوس منفصلة
الفرق يأتي من دورة النقل.
تحتاج البارجة إلى:
استلام المواد المجروفة
اترك منطقة التجريف
السفر إلى منطقة التخلص
تفريغ المواد
العودة إلى موقع التجريف
ضع نفسه لدورة التحميل التالية
كلما استغرقت هذه الدورة وقتًا أطول، زادت الحاجة إلى المزيد من الصنادل للحفاظ على عمل الحفارة ذات الشفط القاطع بشكل مستمر.
ولذلك، ينبغي حساب كمية البارجة وفقًا لظروف المشروع الفعلية بدلاً من اختيارها فقط حسب حجم السفينة.
ما هو حجم البارجة سبليت هوبر؟
تعتبر قدرة البارجة أحد الاعتبارات المهمة الأخرى.
يسمح القادوس الأكبر بنقل المزيد من المواد خلال كل رحلة، ولكن قد يكون للسفينة الأكبر أيضًا غاطس أكبر وتتطلب قدرة سحب أكبر.
ولهذا السبب، فإن أكبر بارجة ممكنة ليست بالضرورة الخيار الأفضل.
يجب أن تتوافق القدرة مع:
معدل إنتاج الحفارة ذات الشفط القاطع
كثافة المواد المجروفة
حجم القادوس
عمق الماء
مسافة النقل
موقع التخلص
قدرة السحب
قيود التنقل
الوقت المطلوب للتحميل والتفريغ
الهدف هو إنشاء نظام متوازن.
إذا كانت البارجة صغيرة جدًا، فقد تحتاج الحفارة إلى تغييرات متكررة في البارجة.
إذا كان المركب كبيرًا جدًا بالنسبة لمنطقة العمل، فقد تصبح قيود السحب والملاحة مشكلة.
ما هي المواد التي يمكن أن تنقلها بارجة سبليت هوبر؟
ترتبط صنادل سبليت هوبر في المقام الأول بالرواسب المجروفة، ولكن تطبيقاتها لا تقتصر على الطين الناعم.
اعتمادًا على تصميم السفينة ومتطلبات المشروع، يمكنهم نقل أنواع مختلفة من المواد المجروفة السائبة، بما في ذلك:
الطين المجروف
رمل
فخار
تربة
الحصى
شظايا الصخور
غيرها من مواد البناء السائبة المناسبة
يعتبر نوع المادة مهمًا عند تصميم هيكل القادوس وقوة الهيكل والحماية من التآكل ونظام الفتح الهيدروليكي.
على سبيل المثال، قد تتطلب المشاريع التي تتضمن الرمل والحصى اعتبارات مختلفة عن المشاريع التي تتضمن رواسب ناعمة.
قد تتطلب المشروعات التي تشتمل على مواد أثقل أو خشنة تعزيزًا هيكليًا إضافيًا ومكونات مقاومة للتآكل-.
كيف يعمل هيكل سبليت هال؟
الميزة الأكثر شهرة في Split Hopper Barge هي بدنها الافتتاحي.
تتكون السفينة من قسمين رئيسيين من الهيكل متصلين بمفصلات.
أثناء النقل، يظل القسمان مغلقين ويشكلان قادوس البضائع.
عندما تصل البارجة إلى منطقة التخلص، يفتح النظام الهيدروليكي قسمي الهيكل.
ثم تسقط المادة الموجودة داخل القادوس تحت الجاذبية.
بعد التفريغ، يقوم النظام الهيدروليكي بإغلاق الهيكل مرة أخرى، مما يسمح للسفينة بالعودة إلى منطقة التجريف.
يلغي هذا التصميم الحاجة إلى الرافعات أو الحفارات لإزالة الجزء الأكبر من المواد المجروفة يدويًا.
وبالتالي يمكن تكرار العملية برمتها بسرعة:
تحميل → النقل → فتح → تفريغ → إغلاق → العودة
تعد هذه الدورة البسيطة والفعالة أحد الأسباب الرئيسية لاستخدام صنادل سبليت هوبر على نطاق واسع في أعمال التجريف والبناء البحري.
بارج سبليت هوبر مقابل بارج سطح السفينة التقليدي
تم تصميم بارجة السطح التقليدية بشكل أساسي لنقل المعدات أو مواد البناء أو الحاويات أو البضائع الأخرى.
تحتاج عادةً إلى تفريغ حمولتها باستخدام الرافعات أو الحفارات أو المضخات أو غيرها من المعدات الخارجية.
تم تصميم Split Hopper Barge خصيصًا للمواد السائبة التي تحتاج إلى تفريغها بسرعة.
وتشمل مزاياها الرئيسية ما يلي:
نظام الفتح الهيدروليكي
تفريغ سريع
سعة قادوس كبيرة
تقليل الاعتماد على معدات التفريغ الخارجية
مناسبة للمواد المجروفة
مناسبة للتخلص منها في الخارج
سهولة التكامل مع عمليات التجريف
لذلك، على الرغم من أن كلا السفينتين عبارة عن صنادل من الناحية الفنية، إلا أن وظائفهما مختلفة تمامًا.
تركز البارجة التقليدية على سطح السفينة بشكل أساسي علىنقل البضائع.
تم تصميم Split Hopper Barge حول الدورة الكاملة للتحميل ونقل وتفريغ المواد السائبة.
بارجة سبليت هوبر وخط الأنابيب العائم: حلان مختلفان
بالنسبة لمقاولي التجريف، من المفيد فهم الفرق بين النظامين.
تفريغ خط الأنابيب
الحفارة بالشفط القاطع
↓
خط أنابيب عائم
↓
خط الأنابيب البري
↓
منطقة الاستصلاح/التخلص
تعتبر هذه الطريقة مناسبة عندما يمكن ضخ المادة المجروفة بشكل مستمر إلى وجهة ثابتة.
النقل البارجة
الحفارة بالشفط القاطع
↓
سبليت هوبر بارج
↓
القطر
↓
منطقة التخلص البحرية
تعتبر هذه الطريقة مناسبة عندما يلزم نقل المواد المجروفة عن طريق الماء إلى موقع آخر.
ولا يوجد نظام أفضل عالميًا.
الاختيار الصحيح يعتمد على المشروع.
ما الذي يجب مراعاته عند اختيار بارجة سبليت هوبر؟
بالنسبة لمشروع التجريف الجديد، يجب اختيار البارجة بناءً على نظام العمل الكامل بدلاً من رقم قدرة واحد.
تتضمن معلومات المشروع المهمة ما يلي:
قدرة الحفارة ذات الشفط القاطع
عمق التجريف
نوع وكثافة المادة المجروفة
قدرة هوبر
مسافة النقل
موقع التخلص
عمق الماء
قدرة السحب
قيود التنقل
الإنتاج اليومي المطلوب
بمجرد معرفة هذه العوامل، يمكن تحديد سعة القادوس المناسبة وأبعاد الهيكل والنظام الهيدروليكي وعدد الصنادل.
بالنسبة للمشاريع المخصصة، يمكن أيضًا تصميم Split Hopper Barge وفقًا لبيئة التشغيل، والمسودة المطلوبة، وخصائص المواد، ومسافة النقل، وطريقة التخلص.
القيمة الحقيقية للبارجة سبليت هوبر
لا تحل سفينة Split Hopper Barge محل الحفارة ذات الشفط القاطع.
ولا يحل محل خط الأنابيب العائم أيضًا.
دورها مختلف.
عندما يتطلب مشروع التجريف نقل المواد عن طريق المياه وتفريغها في مكان معين، فإن Split Hopper Barge يوفر قدرة النقل والتفريغ اللازمة لإكمال هذه العملية.
تقوم الحفارة ذات الشفط القاطع بالتنقيب.
تنقل سفينة سبليت هوبر.
القاطرة تحرك البارجة.
يقوم Split Hopper Barge بعد ذلك بفتح المواد وتفريغها في منطقة التخلص المحددة.
يؤدي هذا إلى إنشاء دورة لوجستية كاملة للتجريف البحري:
التنقيب → التحميل → النقل → التفريغ → العودة
توضح المشاريع الحقيقية في Port Hedland وLiepaja وRostock وNador West Med أنه يمكن استخدام هذا المزيج في مشاريع تجريف الموانئ والقنوات واسعة النطاق-.
لهذا السبب، عندما يتعذر على مشروع التجريف استخدام نظام خطوط الأنابيب لمسافات طويلة-بكفاءة، أو عندما يجب نقل المواد المجروفة إلى منطقة التخلص البحرية، يمكن أن يصبح بارج سبليت هوبر المصمم بشكل صحيح جزءًا مهمًا من نظام التجريف الشامل.
الهدف ليس مجرد بناء بارجة أكبر.
الهدف هو إنشاء نظام متوازن فيهسعة بارجة سبليت هوبر، عدد الصنادل، إنتاج الحفارة ذات الشفط القاطع، قدرة القطر، مسافة النقل، ودورة التفريغالجميع يعملون معًا.
هذا هو ما يحدد الكفاءة الحقيقية لـ Split Hopper Barge في مشروع التجريف.
