GWO-067.CT.01.D.pdf
GWO-067.CT.01.D.pdf
GWO-067.CT.01.D.pdf
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
g:<br />
'•• '•••••••••••••••••••••••• ==•••• ==<br />
-
Werkbegeleiding Aquaduct Grouw<br />
vliesproblematiek<br />
(concept)<br />
CF-284794/12<br />
maart 1992<br />
Pe/Mech/cf284794.12<br />
Opgestald in opdracht van:<br />
Rijkswaterstaat Bouwdienst<br />
Postbus 20.000<br />
3502 LA UTRECHT<br />
AFDELING FUNDERINGSTECHNIEK EN ONDERGRONDSE WERKEN<br />
projectleider: ir. R.O. Petschl<br />
projectbegeleider: ir. C.P. Schouten<br />
afdelingshoofd: ir. J. Kruizinga
ladnummer<br />
ons kenmerk<br />
datum<br />
INHOUD<br />
1.<br />
2.<br />
2.1<br />
2.2<br />
3.<br />
4.<br />
4.1<br />
4.2<br />
4.3<br />
4.3.1<br />
4.3.2<br />
4.3.3<br />
4.3.4<br />
4.3.5<br />
4.4<br />
4.5<br />
4.5.1<br />
4.5.2<br />
4.5.3<br />
4.5.4<br />
4.6<br />
4.6.1<br />
4.6.2<br />
4.6.3<br />
5.<br />
- 1 -<br />
CF-284794/12<br />
maart 1992<br />
Blz.<br />
INLEIDING 1<br />
FROJE·CTBESCHRIJVING 1<br />
Overzicht gebeurtenissen bouwput noord 1<br />
Overzicht gebeurtenissen zuid 2<br />
PROBLEEMSTELLING 3<br />
BEREKENINGENEN ADVIES 4<br />
Verklaring van de opgetreden problemen 4<br />
Risico en aanbevelingen ten behoeve van 5<br />
Invloed van mogelijke insluitingen onder het vlies 6<br />
Omvang insluitingen 6<br />
Zetting 7<br />
Stabiliteit 11<br />
Kans op scheuren van de folie ter plaatse van insluitingen 15<br />
Risico van lekken 16<br />
Manier van sproeien 19<br />
Inspectie vlies op zwakke plekken en detectie van lekken 20<br />
Inleiding 20<br />
Inspectie vlies op zwakke plekken 21<br />
Detectie van lekken 21<br />
Aanbevelingen 24<br />
Hoeveelheid ontgraven silt 25<br />
Algemeen 25<br />
Hoeveelheid ontgraven silt 26<br />
Hoeveelheid silt in depot 28<br />
CONCLUSIESEN AANBEVELINGEN 30
ladnummer<br />
ons kenmerk<br />
datum<br />
1. INLEIDING<br />
- 1 -<br />
CF-284794/12<br />
januari 1992<br />
Op 1991-11-11 vond op verzoek van de Bouwdienst RWS een bespreking<br />
plaats naar aanleiding van de opgetreden problemen bij de aanleg van<br />
het vliès èn de aanvulling op dit vlies in de bouwputten noord en zuid<br />
van het aquaduct te Grouw.<br />
De Bouwdienst gaf Gron
ladnummer<br />
ons kenIlterk<br />
datum<br />
- 2 -<br />
CF-284194/12<br />
januari 1992<br />
- het gescheurde gedeelte is op de bodem gerepareerd, waarbij<br />
ballasten met zandzakken noodzakelijk was in verband met belvorming<br />
("dik water") onder het vlies<br />
- in het bouwputaedeelte, dat in den natte was ontgraven is een<br />
sproeilaaa van zand op de bodem aangebracht<br />
- vervolgens is het vlies in de gehele put afgezonken<br />
- bij inspectie van het vlies na het afzinken zijn waterzakken<br />
(plooien) op de bodem en aan de teen van de taluds geconstateerd en<br />
een grote plooi (waterzak) evenwijdig aan de klemconstructie op de<br />
bodem<br />
- nadat circa 400 m' zand op het vlies was aangebracht (via sproeien)<br />
is het vlies op twee locaties (één aan oost- en één aan westzijde)<br />
in de secundaire put gezakt. Het vlies is vervollens opgehaald,<br />
hersteld en verlengd<br />
- het met behulp van de sandsuppletie wegdrukken van de waterzakken<br />
was niet succesvol , waarna middels tijdelijke gaten in het vlies het<br />
slibwater onder het vlies is verwijderd<br />
- vervolgens is men doorgegaan met het in den natte aanvullen op het<br />
vlies tot de beoogde sproeilijn. In de nacht van 10 op 11 oktober<br />
1991 is vervolgens weer een gedeelte van het vlies aan de oostzijde<br />
van de secundaire put naar beneden geschoven. Reparaties zullen<br />
plaatsvinden met behulp van een beperkte bemaling buiten het vlies<br />
- bij de aansluiting van het vlies op de klemconstructie in de<br />
primaire put is eveneens een vlies toegepast waarin bij inspectie<br />
een beperkte scheurvorming is vastgesteld.<br />
Bij inspectie door de opdrachtgever in november 1991 is waargenomen<br />
dat er nabij de kielspit een weinig draagkrachtige grondslag aanwezig<br />
is onder het vlies, vermoedelijk als gevolg van een ophoping van<br />
slibwater.<br />
2.2 Overz~xht gepeurtenissen zuid<br />
De fasering van de primaire en secundaire put stemt hier overeen met<br />
de noordzijde; echter in verband met een te grootwaterbezwaar is in<br />
de secundaire put een bemaling toegepast in combinatie met een<br />
retourbemaling buiten de put (Q - 1600 m'/d).<br />
Ten aanzien van de vlies constructie en aanvulling:<br />
uitvoering vlies secundaire put ah bij Noord. Bchter is het<br />
zuidelijk laseind door middel van drijvers omhoog gehouden.<br />
tijdens inunderen is op 21 april 1991 de bemaling in de put<br />
(l0 stuks pompen) uitgeschakeld, en vervolgens na volledige<br />
inundatie (tot NAP - 0,5 m) de beide pompputten in de<br />
zij taluds. De secundaire put was omstreeks 4 juni 1991<br />
volledig gevuld<br />
na doorbaggeren van de scheidingsdam is de sliblaag op de<br />
bodem van het in den natte ontgraven gedeelte weggezogen en<br />
is vervolgens een zandlaag op de bodem gelllproeid<br />
ook op het reeds gelegde vlies is de sliblaag weggepompt
ladnummer<br />
ons kenmerk<br />
datum<br />
- 3 -<br />
CF-284794/12<br />
januari 1992<br />
nadat het gehele folie was afgezonken zijn er ter plaatse van<br />
het noordelijk koptalud bulten geconstateerd. Nader onderzoek<br />
wees uit dat hier sprake was van een zandbult, die niet tot<br />
de klemconstructie reikte en derhalve niet als probleem werd<br />
beschouwd, voorts is op circa 6 m uit de klemconstructie in<br />
de secundaire put een zandrug in oost-west richting<br />
waargenomen<br />
aanvullen ging aanvankelijk zonder problemen tot de nacht van<br />
23 op 24 oktober 1991. Op het diepe punt was inmiddels tot<br />
circa<br />
NAP - 12,4 maangevuld (km 9.576) oplopend tot circa NAP -<br />
8,0 m bij km 9.100.<br />
's Nachts werd aan de westelijke zijde in de secundaire put,<br />
op circa 6 sa uit de knik in de Azobé-wand een toename "an de<br />
spanning in het vlies geconstateerd. Vervolgens is het vlies<br />
iets gevierd en de sproeikop circa 40 m teruggenomen. Nog een<br />
uur later werd op de betreffende locatie een scheur geconstateerd,<br />
die bij controle bleek te reiken tot circa NAP - 12 Dl<br />
met behulp van peilingen in dwarsraaien hart op hart 10 m<br />
werden geen buitensporige afwijkingen in het westelijke talud<br />
geconstateerd<br />
bij een duikerinspectie d.d. 6 november 1991 ter plaatse (bij<br />
raai 9.610 - 9.612) werd een zwaar waterbel geconstateerd<br />
onder het vlies net boven de zandaanvulling.<br />
3 • PROBLEEMSTELLING<br />
Tijdens de bespreking is de volgende vraagstelling geformuleerd:<br />
Wat is de verklaring van de opgetreden problemen zoals<br />
belvorming onder het vlies, locale afschuivingen van het<br />
vlies en dergelijke?<br />
Wat is het risico, indien men aan de zuidzijde na reparatie<br />
van het vlies doorgaat met sproeien op het vlies?<br />
Wat is de invloed van de mogelijke insluitingen onder het<br />
vlieS en verdringen e"an op de zetting en stabiliteit van de<br />
aardebaan?<br />
Is er kans op scheuren van de folie ter plaatse van<br />
insluitingen.<br />
Wat is het ri$ico als scheuren in het vlies blijven lekken?<br />
Hoe zijn eventuele onzekere plekken in de vliesconstructie te<br />
localiseren?<br />
Welke aanbevelingen kunnen worden verstrekt betreffende<br />
sproeien nabij bet talud van de vliesconstructie.<br />
Wat was de hoeveelheid ontgraven silt?
ladnummer<br />
ons kewnerk<br />
datum<br />
- 4 -<br />
CF-284794/12<br />
januari 1992<br />
4. BEREKENINGEN EN ADVIES<br />
4.1 Verklaring van de opgetreden progltmen<br />
Opvallend is, dat aUe afschuiVingen en scheuren in het vlies zijn<br />
geconstateerd in de secundaire bouwputten, dat wil zeglen in die<br />
bouwputten, die drool zijn ontgraven. Een mogelijke verklarinl moet<br />
derhalve kunnen aangeven, waarom de moeilijkheden zich juist daar<br />
hebben voorgedaan.<br />
omdat deze bouwputten toelanke1iJk waren, zijn, alvorens het vlies<br />
werd gelegd, de taluds aldaar (ook de keileemtaluds onder 1:2)<br />
uitlevlakt metzandaanvullineen. Het oppervlak van de keileemtaluds<br />
was aaneetast dc>or erosie tenlevolge van neerslag en vertoonde<br />
scheuren ten gevolle van uitdroging. Een en ander blijkt ondermeer uit<br />
foto's die in die periode van de bouwputten zijn gemaakt. Het<br />
vliesgedeelte, dat aansluit op de klemconstructie, is in "den droge"<br />
gelegd waarna de secunclalre putten zijn ge Inundeerd.<br />
Na doorbaggeren van de scheldlngsdam tussen secundaire en nat<br />
ontgraven put zijn vliezen aangelast aan de droogeelegde gedeelten in<br />
de secundaire put en is doorgegaan met het afzinken van de vliezen.<br />
Hierbij zijn, zoals eerder vermeld, in de noordelijke put veel waterof<br />
slibbellen geconstateerd onder het vlies, die vervolgens<br />
gedeeltelijk: zijn leeggezogen.<br />
om iet. dergelijks te voorkomen in de zuidelijke put is na<br />
doorbaggeren van de scheidingsdam slib van de bodem afgezogen met een<br />
"dustpan" zuiger. Het uiteinde van het droog gelegde vliesgedeelte was<br />
op dit moment opgetrokken aan drijvers waardoor onder het enigzins<br />
opgetrokken vlies en eventueel vlak bij het opgetrokken vlies minder<br />
goed kon worden afgezogen. Hierna is in het nat ontgraven gedeelte op<br />
de bOlJWputbodem een halve meter zand gesproeid. Onderaan het<br />
opgetrokken vlies is een zandrug geconstateerd, die is blijven liggen.<br />
Na afzinken van de vliezen is in het midden van de sleuf een sproeiinstallatie<br />
geInstalleerd en is, beginnend bij de secundaire putten,<br />
vanaf circa 2 à 3 m boven het vlies zand gesproeid. Bij deze werkwijze<br />
kan de dikte van de sproeilaag in het midden steeds iets meer zijn dan<br />
aan de zijkant van de put.<br />
De in de secundaire putten geconstateerde afschuivingen van het vlies<br />
bij een sproeihoogte van enkele meters kunnen als volgt worden<br />
verklaard:<br />
water- en slibbellen onder het vlies komen onder druk te<br />
staan en willen ontsnappen naar locaties met minder druk. Dat<br />
wil zeggen naar de zijkant van de sleuf en omhool lanes het<br />
talud. Dat zoiets dergelijks is gebeurd blijkt uit het feit,<br />
dat langs de hele noordelijke put, na op hoogte komen van de<br />
sproeilaag onder de kielspit, zich water (met eventueel slib)<br />
heeft verzameld.<br />
bij het ontsnappen van de bellen langs het talud kan,<br />
bijvoorbeeld ter hoogte van bovenkant sproel1aag, het zand
ladnummer<br />
ons kenmerk<br />
datum<br />
- 5 -<br />
CF-284794/12<br />
januari 1992<br />
van de uitvlaklaag worden gelrodeerd, waardoor aldaar zand in<br />
beweging kan komen en vervolgens de hele uitvlaklaag naar<br />
beneden kan vloeien. EVentueel kan hierbij nog mat.eriaal van<br />
de verweerde keileemoppervlaktelaag worden meegenomen, die<br />
onder wat.er vermoedelijk weinig samenhang en weerst.and heeft.<br />
de verweekt.e grond met een vloeistof gewicht van maximaal 20<br />
kNlms kan met een drukhoogtegeHjk aan het. resterend t.alud<br />
onder 1:2 op het vlies drukken, waardoor het vlies uit de<br />
kielspit en vervolgens naar beneden wordt getrokken. Bij de<br />
zuideUjke secundaire put was op het tijdstip van afschuiven<br />
van het vlies sesproeid tot circa NAP - 12,4 m. Indien wordt<br />
aangenomen dat de verweking onder het vlies is opgetreden<br />
over het. gedeelte waar het vlies op de keileem Hst (vanaf<br />
circa NAP.. lOm) is de vloelstofoverdruk van de verweekte<br />
grond op het niveau van NAP - 12,4 m : 2,4 x 10 al 24 kN/m 2 •<br />
Hierdoor wordt verklaard, waarom de calamiteit.en zich juist hebben<br />
voorgedaan ter plaatse '\Tande secundaire putten.<br />
4. 2 IUsico en aanbevelingen ten pehot'\Tevan<br />
'\Terderop hoogte sproeien<br />
In verband met de voorgaande toeselichte mogelijke oorzaken kan niet<br />
worden uitgesloten, dat zich in de zuidelijke secundaire put alsnog<br />
afschuivingen van het vlies kunnen voor doen bij verder sproeien van<br />
zand op dezelfde manier tot bovenkant talud onder 1:2. Afschuivingen<br />
kunnen eventueel wel worden voorkomen door in deze secundaire put<br />
ervoor te zorgen dat:<br />
geen bellen meer kunnen worden weggedrukt richting talud en<br />
langs het talud. Dit kan eventueel worden bereikt door in<br />
dunne horizontale lagen (bijvoorbeeld 0,5 m dik) te sproeien,<br />
beginnend bij de zijkanten '\Tande sleuf, zodat door de<br />
grotere bovenbelasting op het vlies aldaar bellen in het<br />
midden van de sleuf blijven opgesloten. Het risico hierbij is<br />
dat er op het vlies een afschuiving van een nog onvoldoende<br />
zijdelings gesteund gesproeid talud kan optreden (ondermeer<br />
door het ontstaan van een zogenaamde "sproeikuil" in het<br />
gesproeide zand vlakbij het vlies).<br />
het uitvlakzand op het talud 1:2 niet gaat vloeien door<br />
verhoging van de korrelspanningen aldaar. Dit kan worden<br />
bereikt door zuigen'\Tan onderspanning ter plaatse of door met<br />
van boven vastgehouden ballast op het vlies. Gezien de<br />
hiervoor genoemde maximale vloeistof-overdrukken onder het<br />
vlies, ligt het zuigen '\Taneen onderspanning van circa 25<br />
kN/m 2 meer .oor de hand. Bij.oorbeeld kunnen onder het vlies<br />
zuigleidingen worden aangebracht (waarvoor het .lies eerst<br />
voorzichtig moet worden opgepakt) of kunnen ineen panend<br />
stramien op het vlies ·zuignappen" worden gelnstalleerd zoals<br />
bij het leeghalen van de bellen in de noordelijke put. Het
ladnummer<br />
ons kenmerk<br />
datum<br />
.•6 ..<br />
CF-284794/12<br />
januari 1992<br />
stramienmaat kan p.roefondervindelijk worden vastgesteld, door<br />
in een zuignap te zuigen en in de naburige zuignap met behulp<br />
van een waterspanningsmeter onderspanning te meten. Onzeker<br />
is echter of de opbouw van de zand/keileem laag onder het<br />
vlies overal dezelfde dikte en doorlatendheid bezit, zodat de<br />
representativiteit van een proef niet bekend is.<br />
De onderspanning van 25 kN/m:a kan ook worden gerealiseerd door<br />
installatie van een bemaling buiten de kielspit van het vlies en in de<br />
secundaire put binnen de schermwand. Ook hiervoor geldt dat de<br />
effectiviteit van de bemaling moet worden aangetoond met behulp van<br />
peilbuizen ofwaterspanningsmeters, waarvan de filters vlak onder het<br />
vlies zijn geplaatst.<br />
Tenslotte kan worden overwogen om de mogelijke instabiliteit van het<br />
talud te accepteren en het vlies vrij te houden van het talud tijdens<br />
het zand sproeien, bijvoorbeeld door het vlies aan drijvers evenwijdig<br />
aan het talud te bevestigen, of door het vlies voldoende speling te<br />
geven tijdens het sproeien. Met name bij de laatstgenoemde<br />
uitvoeringswijze dient, indien het vlies tijdens het sproeien langs<br />
het talud zakt, regelmatig te worden gecontroleerd in hoeverre er<br />
plooivorming ter hoogte van hetzandoppervlak optreedt.<br />
Gezien de opgetreden problemen is het van groot belang om afwijkingen<br />
van de beoogde, nog nader vast te stellen, aangepaste uitvoeringswijze<br />
in de praktijk te voorkomen, door middel van een intensieve contr8le<br />
tijdens de uitvoering.<br />
Daarbij is het van groot belang om de ligging van het vlies regelmatig<br />
vast te stellen, met name met het oog op de veiligheid tegen opdrijven<br />
en het risico op scheurvorming in plooien in de eindfase.<br />
Bij het op hoogte sproeien moet worden voorkomen, dat aan de zijkant<br />
van de sleuf taluds worden gevormd die onvoldoende zijdelingse<br />
ondersteuning ondervinden, waardoor zo als in de noordelijke put in<br />
een laat stadium alsnog een afschuiving van het gesproeide zand en het<br />
vlies kan optreden.<br />
4.3 Invloeg van mogelijke insluitingen onder het vlies<br />
4.3.1 Omvang insluitingen<br />
In de bouwput noord zijn door duikers d.d. 1991-07-22 een groot aantal<br />
bellen opgemeten, die onder het vlies waren ontstaan. Op dat tijdstip<br />
wa rEm op het vI ies in de secundaire bouwput 0,5 1 0,8 m zand gesproeid<br />
(van km 9,226 tot en met km 9,236) en ter plaatse van het voormalig<br />
bouwputtaludO,l 10,5 m (van km 9,208 tot en met km 9,226). De<br />
duikerl!lhebben van de bellen lengte, breedte en hoogte ten opzichte<br />
van bovenkant gesproeid zand opgemeten. Het volume van aUe beUen kan<br />
ongeveer worden vastgesteld dOor sommatie van lengte x breedte x<br />
hoogte van de beUen. omdat niet goed bekend is hoe de bellen beneden
ladnummer<br />
ons kenmerk<br />
datum<br />
- 1 -<br />
CF-284194/12<br />
januari 1992<br />
het zan
ladnunnner<br />
ons kenmerk<br />
datum<br />
- a -<br />
CF-284794/12<br />
januari 1992<br />
voorkomt zal de weerstand tegen afvloeien van het water via deze laag<br />
nog kleiner zijn dan in geval 1.<br />
In de gevallen 1 en 2 zal de overdruk in de bellen zich voortplanten<br />
over de hele breedte van de zandwerkvloer en zal ook over de hele<br />
breedte water door de ondergrond wegvloeien. In geval 3 kan dit enkel<br />
ter plaatse van de bel.<br />
Voor de diverse grondsoorten zijn de volgende doorlatenheden geschat:<br />
_4<br />
zandwerkvloer en uitvlaklaag k· 10 mis<br />
-,<br />
keileem k •• 10 mis.<br />
De overdruk op de bellen is water- en effectief zandgewicht op het<br />
vlies minus opwaartse waterdruk onder het vlies. Dit aeldt voor de<br />
bouwfase (zandhoogte volgens sproeilijn) en de eindfase. Aangenomen<br />
is, dat het waterpeil buiten het vlies gelijk is aan kanaalpeil, de<br />
keileemlaag onder het vlies ter plaatse van de bouwput noord 10 m dik<br />
is en in het diepe zand de stijghoogte NAP - 1 m is. Het waterpeil<br />
binnen het vlies is kanaalpeil in de bouwfase en NAP -a,8m in de<br />
eindfase. Uitgaande hiervan is voor km 9,236 (secundaire bouwput) en<br />
voor km 9,2 (nat ontgraven gedeelte) bepaald, hoeveel tijd nodig is<br />
voor leegstromen van de bellen in geval 1, 2 en 3. Dit is weergegeven<br />
in de hierna volgende tabel. Gezien de gehanteerde uitgangspunten<br />
geven de berekende afstroom perioden een indicatie van de werkelijke<br />
consolidatietijd.<br />
geval km belhoogte . afstromen<br />
tijd in dagen<br />
meter bouwfase eindfase<br />
1 9,236 0,125* 20 85<br />
2 9,236 0,125* 1500 6500<br />
3 9,236 0,8 10000 42000<br />
2 9,2 0,01* 150 365<br />
3 9,2 0,4 6000 14600<br />
* gemiddelde hoogte over het vak
ladnummer<br />
ons kenmerk<br />
datum<br />
- 9 -<br />
CF-284794/l2<br />
januari 1992<br />
Aan de afstroomtijden is te zien boe belangrijk de functie van de<br />
zandwerkvloer is in verband met kortsluiting tussen de bellen en de<br />
functie van de uitvlaklaag (gemiddeld 0,1 m dikte aangenomen) ten<br />
beboeve.van afstromen. Er is geen rekening geboudenmet dicbtslaan van<br />
de zandlagen door slib vanuit de bellen. Bij geval 2is aangenomen dat<br />
bet water door de keUeemlaag moet afstromen. Het water zal ecbter de<br />
weg van minder weerstand kiezen en ook door de zandwerkvloer stromen<br />
in lengterichting van de bouwput, waardoor de opgegeven af stroomt ij den<br />
nog worden gereduceerd. Naar verwachtinl kan dus het water vanuit de<br />
bellen grootendeels wegstromen tijdens de bouriase.<br />
Opgemerkt wordt dat ook bellen kunnen bestaan waar ten levolge van<br />
boogwerking in bet aanvulzand geen consolidatie en afstroming van..het<br />
water uit de bel op kan treden. Dit kan eventueel het leval zijn. bij<br />
symmetriscb bolvormige bellen (zie schets).<br />
. . .<br />
"'- ' '" ..<br />
, .<br />
. ,<br />
..~ ".<br />
_ _<br />
.",.,.,,- •...•....... .<br />
.:> I "-<br />
I \'...'. . "Vli:~~'<br />
. I belI L..'~,'~.L~ _<br />
---------- lFtJJ!#l1!E.J/I<br />
, ondergrond<br />
Een dergelijke bel kan eventueel in een later stadium (eindfase)<br />
alsnog verdwijnen. omdat in dit geval de druk vanuit een. dergelijke<br />
bel ver doorwerkt in de zandwerkvloer zal consolidatie van de bel vrij<br />
snel (in enkele dagen) kunnen optreden.<br />
Bij instorten van een langwerpige bel in de secundaire put van 1,5 m<br />
breed en 0,8 mhoo. kan de zetting naar het oppervlak toe aespreid<br />
worden als volgt (zie schets).<br />
" ..'"
ladnummer<br />
ons kenmerk<br />
datum<br />
r \<br />
- 10 -<br />
CF-284794j12<br />
januari 1992<br />
O. '6 • '2><br />
11 ç.1-<br />
I<br />
11, 5~,<br />
l<br />
-----.....,<br />
-,parab.<br />
)1<br />
-, \ \<br />
inhoud 1,5xO,8x2/3=O,8m 1/m'<br />
1<br />
Om<br />
Omdat onder water gesproeid zand vrij los wO.rdt afgezet is niet<br />
gerekend met een toename van het porienvolume in de nazakkende<br />
grondmoot. De zetting kan op bovenkant weg circa 0,1 m bedragen.<br />
Buiten de secundaire put komen kleinere bellen voor, maar in verband<br />
met de geringere zandhoogte boven het vlies kunnen eventueel even<br />
grote verzakkingen optreden.
ladnummer<br />
ons kenmerk<br />
datum<br />
4.3.3 Stabiliteit<br />
- 11 -<br />
CF-284794/12<br />
januari 1992<br />
In verband met spreiding van drukken en wrijving in het zand boven het<br />
vlies is voor opbarsten van de vliesconstructie niet de hoogte van een<br />
enke1ebel maatgevend maar de hoogte van de bellen gemiddald over een<br />
geheel vak (zie ook hoofdstuk 4.3.1) dat wil zeggen 0,125 lil in de<br />
secundaire put en 0,01 lil erbuiten. Om rekening te houden met een<br />
enigzins onregelmatige verdeling van de bellen is in het vervolg de<br />
stabUiteit van de vliesconstructie tegen opbareten in de eindfase<br />
onderzocht voor grotere gemiddelde belhoogten, namelijk 0,25 m en 0,5<br />
m. Aangenomen is:<br />
waterpeil buiten het vlies NAP - 0,5 m en binnen NAP - 8,8 m<br />
volumegewicht gesproeid zand droog 16 kN/mJ en nat 19,5 kN/m J<br />
(porienvolume circa 43%)<br />
2 m toplaag (wegverharding en verdicht zand), volumegewicht<br />
droog 17 kN/m' en nat 20 kN/m'<br />
bovenkant wel • 0,4 m + opleveringsniveau gesproeid zand.<br />
De hiermee bepaalde veiligheid telen opbarsten van de vliesconstructie<br />
voor de eindfase is aangegeven in de hierna volgende<br />
tabel.
ladnummer : - 12 -<br />
ons kenmerk: CF-284794/12<br />
datum : januari 1992<br />
km I vlies I opleve- boven- aanvulling aanvulling gewicht waterdruk veiligheid<br />
NAP - m rings kant nat droog op vlies kN/m 2 bel I bel I bel<br />
niveau weg m m kN/m 2 o m 0,25 m 0,5 tri<br />
NAt' - m NAP - m zonder bel zonder bel<br />
*8,96 2,1 0,4 0 - 1,7 36 16 2,25 2,37 2,50<br />
9 3,7 0,8 0,4 - 2,9 55 32 1,71 1,73 1,74<br />
*9,05 6,2 2 1,6 - 4,2 76 57 1,33 1,32 1,30<br />
9,1 9,1 2,7 2,3 0,3 6,1 112 86 1,30 1,28 1,26<br />
*9,15 11,7 4,2 3,8 2,9 4,6 139 112 1,24 1,22 1,21<br />
9,2 14,6 5,6 5,2 5,8 3,2 173 141 1,22 1,21 1,20<br />
*9,25 17,1 7,2 6,8 8,3 1,6 196 166 1,18 1,17 1,16<br />
9,6 16 6,35 5,5 7,2 2,45 188 155 1,21 1,20 1,19<br />
*9,65 13 5,1 4,7 4,2 3,7 150 125 1,20 1,18 1,17<br />
9,7 10,3 3,35 2,95 1,5 5,45 125 98 1,27 1,26 1,24<br />
*9,75 7,7 2,4 2 - 5,3 93 72 1,29 1,28 1,27<br />
9,8 5,3 1,35 0,95 - 3,95 72 48 1,49 1,49 1,49<br />
*9,85 3,6 0,9 0,5 - 2,7 52 31 1,66 1,68 1,<br />
9,9 2,4 0,35 +0,05 - 2,05 41 19 2,17 2,24 2,<br />
* opgemeten uit tekening<br />
e e
ladnummer : - 13 -<br />
ons kenmerk: CF-284794/12<br />
datum januari 1992<br />
De ongunstigste situatie in de bouwfase doet zich voor na voltooiing<br />
van de uitvoeringsfase waarin in de natte zand wordt gesproeid tot het<br />
niveau van de sproeilijn (Zie tekening AGR-ll1) en in de<br />
vliesconstructie is afgemalen tot NAP - 8,8 m. De hiervoor bepaalde<br />
veiligheid tegen opbarsten is aangegeven in de hierna volgende tabel.<br />
Hierbij is geenrekenî.ng gehouden met eventuele bemalingen naast de<br />
vliesconstructie.<br />
•
ladnummer : - 14 -<br />
ons kenmerk: CF-284794/12<br />
datum : januari 1992<br />
km vlies opleve- aanvulling aanvulling gewicht waterdruk veiligheid<br />
NAP - m rings nat droog op vlies bel bel bel<br />
niveau m m kN/m 2 kN/m 2 o m 0,25 m 0,5 m<br />
NAP - m zonder bel zonder bel<br />
*8,96 2,1 0,4 - 1,7 27 16 1,69 1,70 1,73<br />
9 3,7 0,8 - 2,9 46 32 1,45 1,42 1,41<br />
*9,05 6,2 2 - 4,2 67 57 1,18 1,16 1,13<br />
9,1 9,1 2,7 0,3 6,1 103 86 1,20 1,18 1,16<br />
*9,15 11,7 4,2 2,9 4,6 130 112 1,16 1,14 1,13<br />
9,2 14,6 5,6 5,8 3,2' 164 141 1,17 1,15 1,14<br />
*9,25 17,1 7,2 8,3 1,6 187 166 1,13 1,12 1,10<br />
9,6 16 6,35 7,2 2,45 180 155 1,16 1,15 1,13<br />
*9,65 13 5,1 4,2 3,7 141 125 1,13 1,11 1,09<br />
9,7 10,3 3,35 1,5 5,45 117 98 1,19 1,17 1,15<br />
*9,75 7,1 2,4 - 5,3 85 72 1,18 1,17 1,15<br />
9,8 5,3 0,35 - 3,95 63 48 1,32 1,30 1,28<br />
*9,85 3,6 0,9 - 2,7 43 31 1,39 1,37 1,35<br />
9,9 2,4 0,35 - 2,05 33 19 1,74 1,76 1,79<br />
e e
ladnummer : - 15 -<br />
ons ke~erk: CF-284194/12<br />
datum januari 1992<br />
Volgens de voorgaande berekeningen betreffende consolidatie van de<br />
bellen en gemiddelde belhoogte zijn gemiddelde belhoogten van 0,25 m en<br />
0,5 m al vrij extreme vaarden, vooral voor de eindfase.<br />
De veiligheid van de vliesconstructie tegen opbarsten zal derhalve in<br />
de bouwfase minimaal 1,1 zijn en in de eindf.ase minimaal 1,15.<br />
De veiligheid Van de vliesconstructie op de taluds kan in de eindfase<br />
zijn gereduceerd doordat slibhoudend water onder het vlies langs de<br />
taluds omboog stroomde en aldaar slib is afgezet. Ter plaatse van de<br />
keileemtaluds, zandtaluds, veen/kleitaluds, en de uitvlaklaag moet de<br />
wrijving tussen vlies en grond dan niet vorden berekend gebaseerd op de<br />
wrijvingseigenschappen van deze grondsoorten, maar gebaseerd op de<br />
wrijvingseigenschappen tussen slib en folie. omdat deze laag alib dun<br />
zal zijn, kan in de eindfase zeker worden gerekend op volledige<br />
consolidatie van dezesliblaag. De hoek van inwendige vrijving tusSen<br />
geconsolideerd slib en folie is onderzocht in het kader van het leggen<br />
van het vlies te Amelis.eerd (rapport CO-21393-1-II) en bedraagt circa<br />
9°. Voor het diepe gedeelte van de vliesconstructie (km 9,6) is de<br />
veiligheid van het talud in de eindfase onderzocht volgens de methode<br />
van Spencer waarbij een gebroken glijvlak verloopt onder het vlies en<br />
dan door het vlies en de zandaanvulling erbinnen naar de teen van het<br />
talud naast de weg.<br />
De veiligheidsfactor voor het maatgevende glijvlak bedraagt 1,13<br />
hetgeen ruim voldoende is. Plots van deze berekeningen zijn als<br />
bijlagen toegevoegd aan dit rapport.<br />
In verband met de voorgaands genoemde wrijvingshoek van 9° tussen folie<br />
en slib wordt aanbevolen op het vlies geen zijtaluds te sproeien<br />
steiler dan 1 : 1.<br />
4.3.4 Kans op scheuren van de folie ter plaatse van insluitingen<br />
Normaliter zal een bel, die wordt samengedrukt, een kleinere omvang<br />
krijgen en is derhalve niet te verwachten dat het vlies zal rekken en<br />
scheuren. Symmetrische bellen zullen ten gevolge van<br />
boogwerkingseffecten in de zandaanvulling eventueel blijVen staan. Bij<br />
scheve bellen is dit niet het geval en kan worden onderzocht of •<br />
dergelijke bellen een zodanige vorm kunnen hebben, dat bij<br />
samendrukking van de bellen locaal grote rekken kunnen ontstaan. Dit is<br />
onderzocht aan de hand van de hieronder geschetste bel.
ladnummer : - 16 -<br />
ons kenmerk: CF-284794/12<br />
datum januari 1992<br />
scheve bel<br />
Indien deze bel gewoon wordt platgedrukt (zie - - - lijn) is de<br />
gemiddelde verlenging van het aedeelte L b circa 23 %. De verlenging<br />
treedt in hoofdzaak op in een richting van het vHes. In dit geval kan<br />
het vlies een verlenging hebben van 300 % en is geen breuk te<br />
ve rwachten.<br />
Ten gevolge van boogwerkingseffecten kan de bel gedeeltelijk Open<br />
blijven (zie -0-0-0- lijn) waardoor de g.middelde verlenging van het<br />
gedeel.te ~ circa 35 % wordt en over de hele bel omtrek circa 19 %.<br />
Aan de kopvlakken van een lanawerpige bel kan deze verlenging alzijdig<br />
zijn. !let vlies kan volgens verkregen informatie een alzijdige rek<br />
hebben van 18 %.Dit betekent dat aan de kopvlakken wel breuk kan<br />
optreden. Wordt aangenomen dat L b •••2 m en dat bij breuk de verlenging<br />
ongedaan wordt gemaakt, dan kan een lek ontstaan van (2 • 1,35 - 2)2 -<br />
O,S m2•<br />
Opaemerkt wordt, dat meerdere belvormen zijn onderzocht en bij de<br />
geschetste bel de grootste rek bij samendrukking is gevonden.<br />
4.3.5 Risico van lekken<br />
Lekken in het vlies kunnen leiden tot een groter verhang bij het<br />
afvloeien van het water richting primaire bouwput, waardoor het<br />
waterpeil boven het vHes locaal hoger kan worden dan NAP - 8,8 m. De<br />
veiligheid tegen opb&rsten van de vliesconstructie wordt hierdoor<br />
groter, omdat per m peUverhocing het verschil in waterdrukken boven en<br />
onder bet vlies met 10 kM/m 2 afneemt, terwijl het effectieve<br />
grondgewicht op het vlies •• ar met i kM/m2 afneemt (winst van 3 kM/mI<br />
per m peilverhoging) • Bij rijzing van het waterpeil tot b.k. wegdek<br />
geeft de in paraaf 4.3.4 toegelichte stabiliteitsberekening met<br />
gebroken glijvlakken een maatgevend glijvlak met een veiligheid van<br />
1,56, hetgeen eveneens aanvaardbaar is.
ladnwnmer : - 17 -<br />
ons kenmerk: CJ!-284794/12<br />
datum januari 1992<br />
Omdat een te hoog waterpeil in de vliesconstructie in verband met<br />
aantasting van de verharding niet wenselijk is, is met behulp van<br />
lekformules nagegaan wat de mogelijke debieten door lekken zijn.<br />
a) lek van 0,5 m2 bij kopvlak van bel (zie paraaf 4.3.4).<br />
Het debiet door een lek kan worden berekend met de formule:<br />
Hierin is:<br />
Q ••• d<br />
I(SH<br />
+ _J! ••• (cx_J_'_S _<br />
11<br />
-.<br />
Q-debiet<br />
K '"'doorlatenheid grondslag (l0 mIs<br />
S ••.oppervlakte van lek (O,S m2)<br />
voor sproeilaag en sproeizand)<br />
d ••dikte vlies (verwaarloosbaar)<br />
H<br />
J!(ex)<br />
'"'potentiaalverschil over het vlies 8,3 m (8,8 m<br />
••• formfactor (functie); circa 3 voor vierkant of<br />
- kanaalpeil)<br />
cirkelvormig gat<br />
ex '"' lengtelbreedte van spleet<br />
Zodoende wordt Q:<br />
_.<br />
Q '"'10 • O,S<br />
3 • '0.5<br />
1t<br />
. 8,3<br />
_.<br />
la m'/s<br />
De kans op breuk van een bel op de beschreven manier is vrij klein<br />
omdat:<br />
de grootste bellen zijn leeggehaald<br />
bij vroegtijdige consolidatie van de bellen de bovenbelasting<br />
van zand beperkt is en het vlies ook nog kan rekken onder de<br />
zandaanvulling<br />
een dergelijke ongunstige belvorm niet zo vaak zal voorkomen<br />
bij kleinere aanvulhoogten gemakkelijker rek mogelijk is onder<br />
het aanvul zand en derhalve een breuk eerder zal optreden in en<br />
nabij de secundaire put.
ladnummer : - 18 -<br />
ons kenmerk: CF-284794/12<br />
datum januari 1992<br />
Voorts kunnen ter plaatse van gerepareerde scheuren in de secundaire<br />
put eventueel onvolkomen lijmnaden voorkomen. Bij het repareren van de<br />
scheuren zijn vliesgedeelten er tussen gelijmd (gedeeltelijk onder<br />
water) en ligt het vlies ter plaatse van een lijmnaad dubbel in verband<br />
met een overlap. Bij aanvullen boven het vlies kan een onvolkomen<br />
lijmnaad open worden gehouden door zand(korrels) tussen de overlap.<br />
Aangenomen is dat deze dikte een aantal korreldiameters bedraagt<br />
mogelijk 11 la mmo Van een dergelijke spleet kan met dezelfde formule<br />
het debiet worden berekend waarbij echter de helft van de half ruimte<br />
wordt afgeschermd door het vlies zelf (zie schets).<br />
uitstroming,- - 0b vlies<br />
'E-~ ,-. ~<br />
------v-l-i-e-s-·----~--g-:-tJ ~ toestroming<br />
Het berekende debiet werd derhalve gehalveerd. Bovendien is aangenomen<br />
dat de spleet ten gevolge van zandtransport vol raakt met zand. Voor<br />
enkele spleetvormen zijn debieten berekend, die zijn samengevat in de<br />
hierna volgende tabel.<br />
b d a<br />
F(a) debiet debiet/mI lek<br />
(mm) (m) (ms/dag) (m'/dag)<br />
la<br />
10<br />
0<br />
0<br />
10<br />
100<br />
2,1<br />
1,2<br />
3,6<br />
19,8<br />
17,9<br />
9,9<br />
10<br />
la<br />
1<br />
1<br />
1<br />
1<br />
0,5<br />
0,5<br />
o<br />
° 0,5<br />
0,5<br />
10<br />
100<br />
100<br />
1000<br />
100<br />
1000<br />
2,1<br />
1,2<br />
1,2<br />
0,5<br />
1,2<br />
0,5<br />
0,28<br />
2,63<br />
2<br />
15<br />
0,03<br />
0,3<br />
1,4<br />
1,3<br />
9,9<br />
7,5<br />
0,15<br />
0,15<br />
Aan deze debieten is te zien dat een overlap de debîeten sterk<br />
reduceerd.<br />
De scheuren zijn zeer zorgvuldig gerepareerd, waarbij onder een scheur<br />
een strook vlies is geplaatst met een overlap van minimaal 0,5 maan<br />
weerskanten en ten behoevèvan lijmen hetsescheurde vlies _t<br />
schuurpapier is schoongemaakt. Op de scheur zijn dakpansgewijs stroken
ladnummer : - 19 -<br />
ons kenmerk: CF-284794j12<br />
datum januari 1992<br />
vlies gelijmd met een overlap aan weerszijden van circa 0,15 m waarop<br />
een 10$se strook folie is gelegd met een overlap van 1 maan<br />
weerskanten.<br />
Gezien deze werkwijze is het aannemelijk dat maar 1 % van de lengte van<br />
de lijmnaden zou kunnen lekken. Bij circa 100 m lijmnaden per put en<br />
een minimale overlap van 0,5 m kan de lekkage 3 msj dag bedragen<br />
hetgeen verwaarloosbaar is. Zelfs bij de vrij extreme aanname van 10 %<br />
lekkende lengte is de lekkage nog maar 30 mSjdag.<br />
4.4 Manier van sproeien<br />
Nagegaan is of ook ten aanzien van de manier van sproeien aanbevelingen<br />
kunnen worden gegeven zodat het vlies niet nadeli8 wordt belnvloed.<br />
Gesproeid werd met een sproeikop. 0,45 m en circa 4 lil lang waarin aan<br />
de onderkant 4 openingen zitten van 0,6 x 0,2 m, voor en achter telkens<br />
5 iets kleinere openingen en per zijkant een opening van 0,05 m2•<br />
Deze sproeikop werd circa 3 lil boven het stort gehouden en sproeide met<br />
een capaciteit van 700 mS vaste stof (zand) per uur, met een<br />
volumeverhouding vaste stof: water •• 1 : 5. Gesproeid is met de<br />
zijopeningen gericht naar het talud van de vliesconstructie. Besloten<br />
is om niet meer richting talud te sproeien en deze zijopeningen dicht<br />
te maken.<br />
In verband met de uitstroomsnelheid van het mengsel en de in het<br />
algemeen even grote of zelfs toenemende bezinksnelheid van het mengsel<br />
onder water ontstaat onder de sproeikop een sproeikuil in het<br />
gesproeide zand die voor de gebruikte zandsoort, deze capaciteit,<br />
sproeihoogte en uitstroomopeningen geschat is op 3 m diep en 15 m<br />
diameter.<br />
Het mengsel vloeit over de randen van deze kuil waarbuiten het zand<br />
bezinkt onder een talud van circa 1 : 10. Bij stopzetten van het<br />
sproeien zal het mengsel in de sproeikuil bezinken en kunnen de randen<br />
van de kuil instorten of uitvloeien. Dit is hieronder geschetst.
ladnummer<br />
ons kenmerk<br />
datum<br />
- 20 -<br />
CF-284794/l2<br />
maart 1992<br />
7<br />
~<br />
vlies 1:3<br />
sproeikop<br />
}<br />
I~onken mengsel<br />
Om te voorkomen dat het vlies hierdoor kan worden belnvloed wordt<br />
aanbevolen, de sproeikop minimaal 15 m uit de snijlijn bovenkant stortvlies<br />
te houden. Opgemerkt wordt, dat de omvang van een dergelijke<br />
sproeikuil (en eventueel de;e afstand van 15 m) kan worden gereduceerd<br />
door:<br />
continu verschuiven van de sproeikop<br />
reductie van de capaciteit.<br />
monteren van een verdeelplaat onder de sproeikop en eventueel<br />
de sproeikop vlak boven het stort houden<br />
4.5 Inspectî! vlies op zwakke plekken en detectie van lekken<br />
4.5.1 Inleiding<br />
In paragraaf 4.3 is de kwaliteit van het gelegde vlies aan de orde<br />
gesteld. Met name de kans op lekkende zwakke plekken in het waterdichte<br />
vlies en de mogelijk optredende inlek van grondwater in hetcunet is<br />
behandeld. Uitgaande van een goede reparatie van de tijderus de aanleg<br />
geconstateerde schade leve.rt een maximaal inlekeiebiet van 30 mS/dag. 1>e<br />
pompcapaciteit gebaseerd op maatgevende regenval zal aanzienlijk groter<br />
zijn dan deze inlek. Mede gelet op de bergingscapaciteit van het<br />
zandlichaam van het cunet kan aesteld worden dat inlak gamakkelijk is<br />
af te pompen. Devraagb echter of alle lekken correct aarepa.reerd<br />
zijn en er mogelijk tijdens de verdere aanleg nog aaten in het vlies
ladnummer<br />
ons kenmerk<br />
datum<br />
- 21 -<br />
CF-284794/12<br />
maart 1992<br />
kunnen ontstaan die niet geconstateerd kunnen worden. In hoofdstuk 4.3<br />
wordt voor de berekening van het debiet door een gat uitgegaan van een<br />
oppervlak van 0.5 m'. Het maximale debiet is dan ongeveer 50 m3/dag of<br />
uitgedrukt<br />
-<br />
.. .. in de porHinsnelheid van het . grondwater door het gat: vpori e<br />
3 . 1()-' mis. De vorm van het oppervlak van een gat kan "rond" zijn,<br />
maar kan ook een lang gerekte scheur zijn. Ben aantal gaten kan<br />
gezamenlijk een dusdanig debiet veroorzaken dat of de pompcapaciteit<br />
moet worden aangepast of dat reparaties moeten worden uitgevoerd<br />
voordàt wegfunderingen wegverharding worden aangebràcht. In de<br />
volgende subparagrafen zullen achtereenvolgens de mogelijkheden van<br />
inSPectie Van het vlies<br />
gesteld worden.<br />
en het detecteren Van lekken aan de orde<br />
4.5.2 Inspectie vlies op zwakke plekken<br />
Het vlies is aangebracht, waarbij op de bodem van het cunet onder het<br />
vl ieseen dunne zandlaag is aangebracht. Op het vl ies is het<br />
zandlichaam gesproeid, de maximale dikte van het zandlichaam is<br />
ongeveer 10 meter. Op dit moment staat de bouwkuip onder water. Voor<br />
inspectie en metingen wordt uitgegaan dat deze plaatsvinden vànaf het<br />
maaiveld van het zandlichaam, dus nadat in de vliesconstructie het<br />
waterpeil is verlaagd. In deze situatie staat in het ondiepe gedeelte<br />
onverzadigd zand tegen het vlies aan en in het diepe gedeelte verzadigd<br />
zand. Tegen de onderkant van het vlies aan staat overal grondwater,<br />
zodat ongeacht de plek van het lek door het gat water de kuip in kan<br />
stromen.<br />
Gelet op de maximale grootte van het gat en de dikte van de zandlaag op<br />
het vlies zijn er geen methoden om vanaf het maaiveld van het<br />
zandlichaam te "kijken" of het vlies heel is of extreem vervormd is. De<br />
enige techniek die hiervoor in aanmerking zou komen is grondradar.<br />
echter op deze (maximaal 10 meter) is onder ideale omstandighedEln de<br />
resolutie groter dan 1 meter. Ben beperkt gedeelte kan wel<br />
geïnspecteerd worden,maar dit lijkt weinig zinvol daar een zwakke plek<br />
zich overal kan bevinden.<br />
4.5.3 Detectie van lekken<br />
4.5.3.1 Vaststelling inlek<br />
ln dezesubparagaraaf worden enkele technieken aangegeven waarmee<br />
mogelijk lekken onder de ter plekke geldende omstandigheden vastgesteld<br />
kunnen worden en de plaats van het lek kan worden aangegeven. Alvorens<br />
eenkeuzfil te doen over de aan te bevelen meetmethode en het opstellen<br />
van een verkenning di~lUt eerst vastgesteld te worden of er inderdaad<br />
inlek plaatsvindt, hoe groot deze !nlek ongeveer is en of dezelnlek<br />
acceptabel is. Hiertoe dient na het drOOgleggen van de kuip gedurende<br />
enige tiJd het afgepompte debiet geregistreerd te worden. Gecorrigeerd<br />
voor rfilgenvalgedurende de meetperiode kan hier uit globaal de inlek
ladnummer<br />
ons kenmerk<br />
datum<br />
- 22 -<br />
CF-284794/12<br />
maart 1992<br />
bepaald worden. Het betreft zowel de inlek van het gedeelte met het<br />
vlies als van het gesloten gedeelte tussen de cement-bentonietwanden,<br />
dat later als "pompkelder" gebruikt wordt. Aan de hand van de<br />
resultaten van deze metingen en het te stellen criterium voor<br />
toelaatbare 1nlek moet vastgesteld worden of er een probleem is en wat<br />
de omvang van het probleem is.<br />
4.5.3.2 Vaststelling locatie lekken<br />
Verkenningsstrategie<br />
Het direct meten van de positie van de gaten is in praktische zin niet<br />
mogelijk: het voorzichtig afprikken van het gehele opppervlak met een<br />
of andere detector met meetpuntafstanden van 5 à 10 meter lijkt gelet<br />
op de benodigde tijdsduur en de bijbehorende kosten weinig zinvol.<br />
Hieronder wordt aangegeven hoe de verkenning in grote lijnen kan<br />
plaatsvinden. Detailinvulling is pas zinvol als er een significant<br />
probleem geconstateerd is. De verkenningsstrategie bestaat uit het<br />
globaal niet destructief verkennen op het maaiveld van het zandlichaam<br />
waaruit een beeld ontstaat waar mogelijk lekken te verwachten zijn en<br />
daarna het verrichten van preciese metingen door het voorzichtig<br />
wegdrukken van sensoren, die een lek indicatie aangeven, zodat de<br />
locatie met de door RWS vereiste nauwkeurigheid kan worden aangegeven.<br />
Deze nauwkeurigheid staat in relatie tot de gedachte reparatie methode;<br />
hierbij dienen tevens de kosten verbonden aan een grote nauwkeurige<br />
locatie bepaling afgewogen te worden tegen het "repareren" van een<br />
groter gebied dan strikt noodzakelijk is op grond van de omvang van het<br />
gat.<br />
Bij een gat is sprake van de volgende afwijkingen ten opzichte van een<br />
dicht vlies:<br />
er stroomt water door het gat met een bepaalde snelheid<br />
de kwaliteit van het instromende grondwater kan anders zijn dan<br />
van het bodemwater in de kuip: samenstelling ionen, ion<br />
concentraties of electrische geleidbaarheid<br />
de temperatuur van het instromende grondwater wijkt af van het<br />
bodemwater in de kruip. Dit wordt op deze locatie niet<br />
verwacht.<br />
de electrische isolator, het waterdichte vlies, ontbreekt.<br />
Op basis van deze verschijnselen is nagegaan of het mogelijk is de<br />
locatie van het gat te bepalen.
ladnummer<br />
ons kenmerk<br />
datum<br />
- 23 -<br />
CF-284794/12<br />
maart 1992<br />
Voor de globale verkenning gaan de gedachten uit naar een soort<br />
elektrisch doorlichten van het vlies. Het vlies is een goede<br />
elektrische isolator; echter bij een gat ontbreekt de isolatie: hier<br />
maken de goed geleidende grond binnen en buiten het vlies contact met<br />
elkaar. Door het op verstandige wijze aanbrengen van een<br />
spanningsverschil tussen kuip en omgevende grond kunnen uit metingen<br />
aan het maaiveld de effecten van deze kortsluiting door een gat terug<br />
worden gevonden. Globale beschouwingen door deskundigen op het gebied<br />
van ge-electrischmeten wijzen erop dat dit vermedelijkde meest<br />
succesvolle globale verkenningswijze zal zijn.<br />
Alvorens hiertoe over te gaan zullen eerst simulatie berekeningen<br />
dienen te worden gemaakt. zowel ter onderbouwing van deze visie als<br />
voor de keuze van de lcatiesvan de elektroden als voor de<br />
vaststelling van de te verwachten lokalisatie nauwkeurigheid. Bij een<br />
groot verschil in electrilsche geleidbaarheid van het water binnen en<br />
buiten de kuip kan ook electromagnetisch (EM) en geo-elektrisch (GE)<br />
onderzoek gebruikt worden voor de globale verkenning; deze methoden<br />
zijn standaard en snel uitvoerbaar. Het verdient aanbeveling dit<br />
onderz()ek gewoon uit te voeren en snel te interpreteren (kan binnen een<br />
week bij grote tijdsdruk). Indien uit de interpretatie geen eenduidige<br />
conclusies te trekken zijn dan dient overgegaan te worden op de<br />
hiervorgenoemde methode.<br />
Voor de globale verkenning kan eventueel ook grondradar worden ingezet.<br />
Bij grondradarwordt een electromagnetische puls uitgezonden en deze<br />
reflecteert aan overgangen van verschillende elec:trische eigenschappen:<br />
nat zand in droger zand veroorzaakt bijvoorbeeld een refle·ctle. De<br />
reflectietijd ilseen maat voor de diepte. In het gedeelte van het<br />
zandlichaam (ondiepe gedeelte) waar geen binnen grondwaterspiegel is<br />
kunnen met de grondradar de natte plekken veroorzaakt door de lekken.<br />
waargenomen worden. In het gebied met interne grondwaterspiegel kan<br />
deze waargenomen worden. Plaatselijke verhogingen van de grondwaterspiegel<br />
door onderliggende lekken zullen zo gering zijn dat deze<br />
verhogingen onder deze omstandigheden niet significant detekteerbaar<br />
zijn met grondradar. Er kan dus slechts een gedeelte verkend worden.<br />
Localisatie lekkende gaten<br />
Op de uit de glObale verkenning gevonden "verdachte" plekken wordt<br />
gedetailleerd onderzoek uitgevoerd door het wegdrukken van<br />
detectoren/sensoren. De afstand van de onderkant van de meetsonde tot<br />
het vlies, uitgaande van de bestektekeninsen. moet hierbij minimaal een<br />
meter zijn ter voorkoming van ongewenst lekprikken van het vlies.<br />
Er worden een aantal sensoren geplaatst. Uit de interpretatie van deze<br />
metingen wordt de psitievan de bron bepaald ("Souree loeation tl ).<br />
De volgende detectoren. in volgorde van verwachte succesvolle<br />
toepassing, komen hiervoor in aanmerking:
ladnummer<br />
ons kenmerk<br />
datum<br />
- 24 -<br />
CF-284794/12<br />
maart 1992<br />
Electrisch potentiaal verdeling in de diepte meten als er een<br />
electrisch spanningsverschil over de kuip is aangebracht, zoals<br />
beschreven bij de globale verkenning.<br />
De electrode(n) binnen de kuip worden hierbij zodanig geplaatst<br />
dat optimale detectie mogelijk is. Deze methode is geschikt<br />
voor het verzadigde en voor het onverzadigde gedeelte.<br />
Het meten van de heersende waterdrukken in het verdachte<br />
gebied. In het gat heerst de waterdruk ten gevolge van de<br />
grondwaterstand; deze drukverhoging en het verloop van de druk<br />
in het zandlichaam onder de interne grondwaterspiegel geeft de<br />
indicatie voor de locatie van het gat.<br />
Het op diepte meten Van deelectrische geleidbaarheid van het<br />
water in de kuip. Dit kan gebeuren met een electrische<br />
geleidbaarheidssonde met korte electrode afstanden of met een<br />
watersonde.<br />
Het nemen van watermonsters en van dit water de concentratie<br />
van een bepaald ion of de ion-verdeling bepalen in het<br />
laboratorium of het meten met een chemische sonde in situ. Deze<br />
methode is een soort "tracer"-methode, waarbij geen aparte stof<br />
wordt ingebracht maar waarbij de afwijking in chemische<br />
samenstelling van het water binnen en buiten kuip als<br />
tracerstof dienst doet.<br />
Het meten Van het geluid dat veroorzaakt wordt door de<br />
waterstroming door het korrelskelet met de meettechniek<br />
akoestische emmissie. Deze stroming veroorzaakt geluidsgolven<br />
in bepaalde karakteristieke frequentiebanden. In verband met<br />
omgevingsgeluid is het verstandig om te meten in zo'n hoog<br />
mogelijke freqentieband; hoge freqenties worden echter snel<br />
gedempt hetgeen betekent dat dicht bij de bron moet worden<br />
gemeten, dus een dicht meetnet. De locale omstandigheden<br />
bepalen de optimale meetdichtheid. Voor een goede<br />
detecteerbaarheid is een minimale grondwatersnelheid van 3<br />
_3 _3<br />
10 mIs vereist. De verwachte snelheid 3 . 10 is hieraan<br />
gelijk. Op zich is deze methode geschikt maar gelet op de<br />
demping van de geluidsgolven van de bron naar de detector moet<br />
Van deze methode afgezien worden.<br />
Opmerking: het direct meten van de grondwaterstroming is bijna<br />
niet mogelijk, omdat de meetapparatuur hiervoor ontbreekt.<br />
De meèste van de hierboven genoemde meetmethoden zijn geschikt om te<br />
meten·in waterverzadigd zand. Op een gedeelte van het vlies ligt alleen<br />
onverzadigd zand. Een combinatie van grondradar voor het onverzadigde<br />
gebied en een "natte sensor"-methode voor het verzadigde gebied is goed<br />
denkbaar voor de localisatie van het lek.<br />
4.5.4 Aanbevelingen<br />
Aanbevolen wordt de volgende werkprocedure te volgen:
ladnummer<br />
ons kenmerk<br />
datum<br />
- 25 -<br />
CF-284794/12<br />
maart 1992<br />
RWS stelt criterium op voor toelaatbaar inlekdebiet<br />
na drooglegging bouwkuip wordt inlek vastgesteld<br />
na vaststelling van ontoelaatbare inlek:<br />
* reparatie methodieken bepalen en vaststellen nauwkeurigheid<br />
localisatie gat<br />
bepaling grondwaterkwaliteit binnen en buiten de kuip<br />
globale EM en GE verkenning<br />
modelsimulaties voor electrisch "doorlichten" uitvoeren<br />
verkenningsstrategie definitief vaststellen<br />
globale verkenning: uitvoering en interpretatie<br />
afweging herstelkosten tegen mate van detailverkenning<br />
detail verkenning voor localisatie gat en interpretatie<br />
opstelling en uitvoering reparatieplan.<br />
Bij herstel kan worden gedacht aan bijvoorbeeld injectie ter plaatse<br />
van het gelocaliseerde gat met speciale injectievloeistoffen, die<br />
reageren met grondwater. ~<br />
4.6 Hoeveelheid ontgraven silt<br />
4.6.1 Algemeen<br />
Met welk volume ontgraven specie in depots terecht komt is afhankelijk<br />
van een aantal factoren, te weten :<br />
de dichtheid, waarin de specie is ontgraven en waarin deze is<br />
getransporteerd. Indien deze groot is zal ook de initiile<br />
dichtheid in het depot groter zijn en is minder depotruimte<br />
nodig<br />
de inrichting van het depot, dat wil zeggen hoe gemengde specie<br />
van zand, silt en lutum aldaar gescheiden kan bezinken<br />
het organisch gehalte van de fijne delen. Bij meer dan 3 %<br />
organisch gehalte ontstaat in depots zodanige gasvorming in het<br />
slib dat consolidatie van het slib belangrijk wordt vertraagd<br />
of zelfs belemmerd.<br />
Hoe de specie in het depot terecht is gekomen kon worden geverifieerd<br />
aan de hand van een aantal continu boringen in het depot, waarbij per<br />
m' boring het volumegewicht van de grond wordt bepaald en van een<br />
aantal monsters korrelverdelingen en humusgehaltes worden vastgesteld.<br />
Havenslib wordt gebaggerd met een dichtheid variirend van 11 kN/m' tot<br />
13 kN/m3• Indien nauwelijks organisch materiaal aanwezig is,<br />
consolideert het slib in het depot vrij snel tot een gemiddeld<br />
volumegewicht van 12 kN/m 3 en bereikt na verloop van tijd een gemiddeld<br />
volumegewicht van 13 à 14 kN/m'. Bij meer dan 3 % organisch materiaal<br />
zijn deze volumegewichten 11 kN/m' respectievelijk 12 à 13 kN/$I1l11.ln
ladnummer<br />
ons kenmerk<br />
datum<br />
- 26 -<br />
CF-284794/12<br />
maart 1992<br />
hoeverre het slib van Grouw zich gedraagt als havenslib is niet met<br />
zekerheid te zeggen omdat:<br />
de dichtheid bij baggeren en transport bekend moet zijn<br />
havenslib in het algemeen verontreinigd is, en deze<br />
verontreinigingen eveneens het consolidatiegedrag kunnen<br />
beInvloeden.<br />
4.6.2 Hoeveelheid ontgraven silt<br />
De hoeveelheid ontgraven silt (gewichtspercentage delen ~ 60 ~) kan<br />
worden bepaald door, met behulp van de beschikbare korrelverdelingen<br />
van zand- en keileemmonsters over de ontgraven trajecten, gewogen<br />
gemiddelden te bepalen van het siltgehalte van de monsters. Het gewogen<br />
gemiddelde is berekend volgens de onderstaande formule:<br />
Hier is:<br />
s =<br />
m<br />
Sm = gemiddeld siltgehalte<br />
S siltgehalte per monster<br />
n<br />
I = monster1engte.<br />
n<br />
De zodoende bepaalde siltgehalten voor het zand van de eerste zandlaag<br />
boven de keileem en de keileem zelf zijn aangegeven in de hierna<br />
volgende tabel.<br />
grondsoort locatie S (%)<br />
m<br />
keileem noord + zuid 35<br />
1 zandlaag noord 10,6<br />
1 zandlaag zuid 10,7<br />
In de eerste zandlaag komen kleilagell vOOr die tesamen met deze<br />
zandlaag zijn ontgraven. Aan de hand van de sonderingen en de per<br />
sondering gemeten conus-kleef-verhouding is de dikte van deze kleilagen<br />
geschat en omgerekend in percentages van de hele dikte van de eersta<br />
zandlaag. Dit is aangegeven in de hierna volgende tabel.
ladnummer<br />
ons kenmerk<br />
datum<br />
- 27>-<br />
CF-284194/12<br />
maart 1992<br />
locatie sondering dikte ontgraven tussen- som kleilagen percentage<br />
nr. zandlaag m klei<br />
m<br />
03 2,5 0,8 32<br />
05 5,2 0,9 17<br />
07 6,5 1,7 26<br />
09 6,6 1,5 22<br />
04 6,3 2,5 40<br />
011 6 1,4 23<br />
noord 010 5 1,7 34<br />
06 6,3 1,9 30<br />
013 6,4 1,1 17<br />
012 5,9 1,4 24<br />
06 6,6 3 44<br />
015 7,4 3 41<br />
014 6,1 2,1 26<br />
044 5,6 1 16<br />
043 6,2 0,6 10<br />
016 5,9 1,2 20<br />
017 5,6 O,S 9<br />
016 6,5 2,2 34<br />
021 5,9 0,7 12<br />
020 6,5 0,3 5<br />
019 7,6 1,4 18<br />
024<br />
023<br />
022<br />
1,5<br />
6,9<br />
6<br />
0,9<br />
-<br />
0,8<br />
12<br />
0<br />
13<br />
026 5,9 1,2 20<br />
025 7,2 0,3 4<br />
zuid<br />
027<br />
026<br />
030<br />
029<br />
6<br />
6,6<br />
7,6<br />
6<br />
0,7<br />
0,5<br />
O,S<br />
0,6<br />
12<br />
6<br />
7<br />
10<br />
031<br />
032<br />
034<br />
035<br />
036<br />
037<br />
7,1<br />
5,9<br />
4,6<br />
4,6<br />
4,2<br />
5,5<br />
2,2<br />
1,7<br />
-<br />
0,9<br />
0,7<br />
0,5<br />
31<br />
29<br />
0<br />
19<br />
17<br />
9<br />
036 4,7 0,8 17<br />
039<br />
I<br />
5 1 20<br />
040 3,3 - 0<br />
041 2,5 - 0<br />
Gemiddeld komt in de eerste zandlaag aan de noordzijde 24 % klei voor<br />
en aan de zuidzijde 12 %.
ladnummer<br />
ons kenmerk<br />
datum<br />
- 28 -<br />
CF-284794/12<br />
maart 1992<br />
4.6.3 Hoeveelheid silt in depot<br />
De keileem bevat circa 35 % slib. Bij een volumegewicht van 21 kN/m'<br />
van de kéileem bedraagt het porienvolume 33 %, indien wordt aangenomen<br />
dat het specifieke gewicht van de korrels 26,5 kN/m' bedraagt. In 1 m'<br />
keileem zit dan (1-0,33) . 26,5 ••17,7 kN vaste stof waarvan<br />
17,7'* 0,35 ••6,2 kN slib én 11,5 kN zand.<br />
Analoog kan voor het zand van de eerste zandlaag het gehalte vaste stof<br />
en slib worden berekend, indien wordt aangenomen dat het porienvolume<br />
circa 40 % bedraagt. In 1 m' zand zit dan (1 - 0,4) . 26,5 •••15,9 kN/m'<br />
vaste $tof, waarvan 15,9 * 0,101 •••1,1 kN/m' slib en 14,2 kN/m' zand.<br />
Voor de volumegewichten van slib, zoals het in depots voor kan komen,<br />
kan eveneens het gewicht vaste stof worden bepaald, hetgeen is<br />
aangegeven in de hierna volgende tabel.<br />
Hierbij is wederom aangenomen dat het specifieke gewicht van de<br />
slibdeeitjes 26,5 kN/m' bedraagt.<br />
volumegewicht aandeel<br />
in depot vaste stof<br />
kN/m' kN/m'<br />
11 1,6<br />
12 3,2<br />
13 4,8<br />
Uitgaande hiervan kan'worden vastgesteld hoeveel ruimte de in het<br />
voorgaande bepaalde slibaandelen van de keileem en de eerste zandlaag<br />
kunnen innemen in een depot, wanneer het slib daar een dichtheid<br />
bereikt van 11 kN/m', 12 kN/m' of 13 kN/m'. Betreffende de zandaandelen<br />
is aangenomen, dat deze in het depot een porienvolume zullen hebben van<br />
40 %. De op deze manier bepaalde benodigde ruimte in het depot is<br />
aangegeven in de hierna volgende tabel.<br />
E
ladnummer<br />
ons kenmerk<br />
datum<br />
- 29 -<br />
CF-284794/12<br />
maart 1992<br />
grondsoort volume gew. silt volume zand volume in totaal<br />
silt in depot in depot depot m3 per m 3<br />
(kN/m') m' per 1:1)' m' per m' specie specie<br />
specie<br />
keileem 11 3,9 0,7 4,6<br />
keileem 12 1,9 0,7 2,6<br />
keileem 13 1,3 0,7 2<br />
eerste 11 1,06 0,89 1,95<br />
zandlaag<br />
eerste 12 0,53 0,89 1,42<br />
zandlaag<br />
eerste 13 0,35 0,89 1,24<br />
zandlaag<br />
Wordt ervan uitgegaan, dat het sUt van de keileem en van het zand van<br />
de eerste zandlaag minder dan 3 % organisch materiaal bevat en dat het<br />
in het depot dan terecht komt met een gemiddeld volumegewicht van 12<br />
kNfm', dan zal 1 m 3 keileem circa 2,5 m' volume in het depot in beslag<br />
nemen en 1 m' van de eerste zandlaag circa 1,5 m'. Ieder m' van de<br />
kleilagen in de eerste zandlaag zal eveneens enkele m"s innemen in het<br />
depot. De zekerheid van een dergelijke uitspraak is nader toegelicht in<br />
paraaf 4.6.1..
ladnummer<br />
ons kenmerk<br />
datum<br />
- 30 -<br />
CF-284794/l2<br />
maart 1992<br />
5. CONCLUSIESEN AANBEVELINGEN<br />
het vlies is bij het sproeien vermoedelijk omlaag getrokken en<br />
gescheurd, doordat in de secundaire putten de zanduitvlaklaag<br />
op het keileemtalud onder 1 : 2 is gaan vloeien<br />
ten behoeve van doorgaan met sproeien in de zuidelijke<br />
secundaire put wordt aanbevolen de waterspanning onder het<br />
vlies ter plaatse van het talud onder 1 : 2 te verlagen tot<br />
NAP - 3 m<br />
de stabiliteit van de vliesconstructie wordt nauwelijks<br />
beïnvloed door de geconstateerde en resterende insluitingen<br />
onder het vlies. Er kunnen eventueel spontaan zettingen<br />
optreden van de aardebaan van circa 0,1 m<br />
de kans op scheuren van de folie ter plaatse van insluitingen<br />
is klein. Indien wordt afgezien van gescheurde insluitingen en<br />
wordt aangenomen, dat alle scheuren vakkundig zijn gerepareerd<br />
zullen ook de extra debieten ten gevolge lekkages vrij klein<br />
zijn (maximaal 30 m 3/dag). Door lekkages komt de stabiliteit<br />
van de vliesconstructie niet in gevaar<br />
aanbevolen wordt om de sproeikop bij het sproeien minimaal<br />
15 m uit de snijlijn bovenkant gesproeid zand - vlies te<br />
houden<br />
ten aanzien van dedectie van zwakke plekken in het vlies wordt<br />
aanbevolen de volgende werkprocedure te volgen:<br />
* RWS stelt criterium op voor toelaatbaar inlekdebiet<br />
* bij drooglegging bouwkuip wordt inlek vastgesteld na<br />
vaststelling van ontoelaatbare inlek:<br />
* reparatie methodieken bepalen en vaststellen nauwkeurigheid<br />
localisatie gat<br />
* bepaling grondwaterkwaliteit binnen en buiten de kuip<br />
* globale EM en GE verkenning<br />
* modelsimulaties voor electrisch "doorlichten" uitvoeren<br />
* verkenningsstrategie definitief vaststellen<br />
* globale verkenning: uitvoering en interpretatie<br />
* afweging herstelkosten tegen mate van detailverkenning<br />
* detail verkenning voor localistaie gat en interpretatie<br />
* opstelling en uitvoering reparatieplan.<br />
Bij herstel kan worden gedacht aan bijvoorbeeld injectie ter plaatse<br />
van het gelocaliseerde gat met speciale injectievloeistoffen, die<br />
reageren met grondwater.
BIJLAGEN
II<br />
i i<br />
:<br />
I<br />
/<br />
/<br />
11\\<br />
U\ \<br />
: ! 1\\ \<br />
I<br />
I<br />
: I<br />
I<br />
I<br />
:<br />
I<br />
/<br />
/<br />
/ /<br />
!<br />
i<br />
/<br />
i<br />
1\\ \<br />
1 \ \ '\<br />
1\ \ '\ I<br />
11\<br />
I I \ \ I<br />
I 1 \ \,<br />
I \ \ \<br />
: / :; \ \<br />
I<br />
:.<br />
I<br />
/'<br />
//<br />
I \<br />
: I \ I' \<br />
\<br />
1\ \<br />
I \ \ ,<br />
11 i: ...I<br />
: / I t<br />
1<br />
" I I<br />
I \<br />
\ I<br />
\<br />
/:<br />
/ :<br />
f :<br />
i I<br />
I I<br />
I :<br />
I I<br />
, :<br />
I<br />
:<br />
I<br />
I<br />
I<br />
:<br />
\<br />
\<br />
\<br />
I<br />
I<br />
\<br />
\<br />
,<br />
I<br />
i<br />
I<br />
I<br />
I<br />
I<br />
I I I : I<br />
" r<br />
11 li<br />
1 :<br />
I I<br />
I f<br />
i II<br />
I<br />
I<br />
I<br />
I<br />
I<br />
I<br />
I<br />
I<br />
I :<br />
I j II<br />
I<br />
I<br />
I<br />
J<br />
I<br />
/<br />
11<br />
1
.'\,<br />
-------~<br />
......... , ./<br />
\<br />
_ ••••••••• _ ••••••••••••••• J~<br />
"\<br />
,<br />
....•... "'...... /<br />
..... '•........ ::