حفارة برمائية
الحفارة البرمائية، والتي تُعرف أيضاً باسم الكراكة البرمائية أو الحفارة العائمة أو سفينة التجريف المُخصصة، هي من معدات التجريف عالية الأداء المصممة خصيصاً للعمل في ظروف المياه الضحلة والمستنقعات والبرك المعقدة. لا تستطيع الحفارات التقليدية البرية دخول مناطق الطين الرخو والبرك الراكدة والأراضي المستنقعية، بينما تتجاوز الحفارة البرمائية هذه القيود التشغيلية بفضل هيكلها السفلي العائم المصنوع من الفولاذ المحكم الإغلاق، مما يُمكّنها من العمل بثبات على سطح الأرض وسطح الماء. تدمج الكراكة البرمائية عمليات الحفر والتجريف بالشفط ونقل المواد تحت الماء في وحدة واحدة، مما يُغني عن استخدام معدات التجريف المتعددة والمنفصلة في العديد من مشاريع المياه الداخلية، ويُقلل بشكل كبير من إجمالي تكلفة المشروع.
تعتمد الحفارة العائمة على هيكل عوامات معياري كحامل أساسي للطفو. يبلغ طول العوامة الرئيسية لهذه المجموعة من معدات التجريف 5.7 متر.1.0 متريبلغ طول كل وحدة 1.3 متر، ويتم تجميع عوامتين رئيسيتين لتشكيل الهيكل العائم الأساسي. تُصنع ألواح السطح والجوانب من صفائح فولاذية بسماكة 5 مم، بينما تُصنع الصفيحة السفلية من صفائح فولاذية مُقوّاة بسماكة 6 مم لمقاومة التآكل الناتج عن احتكاك الحصى والطمي في قاع النهر. تصل قوة الطفو الكلية التي توفرها العوامتان الرئيسيتان إلى 8.5 طن. يبلغ طول العوامتين الجانبيتين 4 أمتار.1.26 متريوفر طول 0.76 متر ثباتًا جانبيًا إضافيًا، حيث يوفر كل عوامة جانبية قوة طفو تبلغ 5.5 طن. جميع حجرات العوامات ملحومة بإحكام لمنع تسرب الماء، حتى في حالة حدوث خدوش جزئية أثناء العمل في الموقع. يضمن نظام العوامات هذا بقاء الحفارة العائمة في حالة طفو مستقرة أثناء عمليات الحفر الدورانية الكاملة، مما يسمح لسفينة التجريف بتحمل قوة رد فعل الحفر دون خطر الانقلاب.
تُستخدم مجموعة سكة السلسلة عالية المتانة كجزء أساسي في عملية تحريك الحفارة البرمائية. صُنعت السلسلة من صفائح فولاذية عالية المتانة من الدرجة 785 ومادة Cr40 لمقاومة الصدمات المستمرة من الطين والرمل والحطام تحت الماء. يوفر محركا Nabtesco GM10 عزم دوران قويًا للحفارة البرمائية، مما يُمكّنها من الزحف عبر ضفاف الأنهار الطينية الرخوة وأسطح المياه الضحلة دون غرق. وباعتبارها عنصر تثبيت أساسي في معدات التجريف، زُوّدت الحفارة العائمة بمجموعتين من الركائز الرأسية بطول 5.5 متر. تقوم الركائز الرأسية بحركة هيدروليكية رأسية فقط، وتتميز ببساطة تركيبها وانخفاض تكلفة شرائها، كما أنها تُناسب تمامًا مشاريع البرك التي لا يوجد بها تيارات مائية. يستطيع المشغلون تحريك الحفارة البرمائية لمسافات قصيرة عن طريق دفع قاع البركة باستخدام ذراعها الطويل. يرتفع الركيزة العمودية فقط إلى وضع رأسي عالٍ عند سحبها بالكامل؛ بالنسبة للنقل البري لمسافات طويلة، تتطلب الركيزة العمودية فقط أعمال تفكيك بسيطة.
تم تجهيز الكراكة البرمائية بوحدة حفارة علوية من طراز Lonking CDM6060WG4، بقدرة اسمية تبلغ 35.2 كيلوواط، تعمل بمحرك ديزل مبرد بالماء من شركة WEICHAI. يبلغ وزن وحدة الحفارة العلوية 3 أطنان، وسعة الجرافة القياسية 0.23 متر مكعب. تم تزويد هذه الكراكة بمضخة غاطسة كاملة مزودة برأس قاطع دوار. يصل عمق التجريف المدعوم بالمضخة الغاطسة إلى 4.5 متر، مع الحفاظ على قطر أنبوب السحب وقطر أنبوب التصريف عند 100 ملم. تحقق المضخة الغاطسة معدل تدفق مياه يبلغ 150 متر مكعب في الساعة، وتصل أقصى مسافة تصريف إلى 250 متر، بينما يصل ارتفاع المضخة إلى 40 مترًا. يقوم رأس القاطع الدوار للمضخة الغاطسة بسحق الطمي المتماسك والطين وجذور النباتات المائية قبل السحب، مما يمنع انسداد الأنابيب أثناء عملية التجريف التي تقوم بها الكراكة العائمة. تقوم أنابيب التحويل المصممة خصيصًا والتي تتراوح أقطارها من 4 بوصات إلى 12 بوصة بتوصيل المضخة الغاطسة وخرطوم ضغط التفريغ؛ ويقوم خرطوم الضغط المشبع باللاتكس المقاوم للتآكل بطول 200 متر وقطر 100 مم بتوصيل الرواسب المجروفة إلى منطقة الحطام المحددة بعيدًا عن سفينة التجريف.
تُعزز التكوينات المساعدة المتكاملة سلامة التشغيل وراحة العمل للحفارة البرمائية. تدمج الكابينة المصممة هندسيًا وحدة تحكم، ولوحة عدادات، وأجهزة مناولة هيدروليكية كاملة، ووحدة تكييف، مما يوفر بيئة عمل مريحة لفترات طويلة لمشغلي الكراكة البرمائية. يساعد جهاز قياس الأعماق وجهاز الملاحة مشغلي معدات التجريف على إتقان بيانات عمق المياه ومعلومات الموقع في الوقت الفعلي. يعرض نظام مراقبة فيديو تحت الماء عالي الدقة، مزود بشاشة ملونة وكاميرا عالية الوضوح، حالة عمل رأس القطع تحت الماء مباشرة داخل الكابينة، مما يُمكّن مشغلي الحفارة العائمة من ضبط عمق الحفر وسرعة دوران رأس القطع دون الحاجة إلى فحص بصري متكرر لسطح الماء. تحتوي حزم الدعم القياسية على طقم إصلاح هيدروليكي، وأدوات احتياطية عامة، ومجموعة كاملة من معدات الإنقاذ تشمل سترات نجاة، وعوامات نجاة، وطفايات حريق، ومجموعات إسعافات أولية، مجموعتين لكل عنصر إنقاذ، بما يفي بمتطلبات السلامة الدولية لمواقع مشاريع سفن التجريف. يُعدّ المروحتان من الملحقات الاختيارية لمعدات التجريف؛ وعند تركيب المراوح، يُمكن للحفارة البرمائية أن تُبحر ذاتيًا في المياه. في حال كانت مواقع المشاريع عبارة عن برك ثابتة بدون مياه جارية، يُمكن لأصحاب المشروع الاستغناء عن تركيب المراوح لتوفير التكلفة الإجمالية لشراء الكراكة البرمائية، وإجراء عمليات نقل قصيرة المدى عن طريق دفع ذراع الرافعة باتجاه قاع البركة.
تُوسّع سيناريوهات التطبيق العملي المتعددة نطاق تغطية سوق الحفارة البرمائية كأداة أساسية للتجريف. يشمل السيناريو الأول معالجة رواسب البرك والخزانات الداخلية: حيث تقوم الحفارة العائمة بإزالة الطمي، وتنظيف الأعشاب المائية، وإعادة تشكيل ضفاف الخزانات داخل البرك الراكدة والخزانات وأحواض تربية الأحياء المائية. لا تحتاج الحفارة البرمائية إلى طريق وصول مؤقت، إذ تطفو مباشرةً إلى مناطق العمل للتجريف المستمر. أما التطبيق الثاني فيتعلق بصيانة قنوات الأنهار بطيئة التدفق: حيث تقوم الحفارة البرمائية بتنظيف الرواسب المتراكمة داخل الأنهار الصغيرة والمتوسطة، وتوسيع وتعميق المقاطع العرضية للأنهار لتحسين تصريف الفيضانات. ويمكن لمعدات التجريف التبديل بين وضع الحفر بالدلو ووضع التجريف بالشفط والضخ وفقًا لخصائص تربة قاع النهر. ثالثًا، يتمثل أحد تطبيقاتها في مشروع ترميم النظم البيئية للأراضي الرطبة: حيث تقوم الحفارة العائمة بإزالة النباتات المائية الغازية، وإعادة بناء تضاريس الأراضي الرطبة دون دخول آلات البناء الثقيلة إلى تربة الأراضي الرطبة الهشة، كما تقلل سفينة التجريف من الإضرار البيئي بموائل الأراضي الرطبة. رابعًا، يشمل التطبيق عمليات التخلص الطارئ في المناطق المتضررة من الفيضانات: حيث تجوب الكراكة البرمائية الأراضي الموحلة المغمورة بالمياه لتنظيف قنوات الصرف المسدودة وإزالة الحطام الناتج عن الفيضانات في المناطق التي لا تستطيع الآلات الهندسية العادية الوصول إليها. وتشمل سيناريوهات الاستخدام الإضافية معالجة رواسب أحواض المخلفات والتجريف المساعد في المناطق الساحلية الضحلة، حيث يمكن للحفارة البرمائية التعاون مع الكراكة القاطعة-الشفطية واسعة النطاق لأعمال التشطيب المساعدة في المناطق الضحلة التي لا تستطيع سفن التجريف الكبيرة الوصول إليها.