?Inir.A.GlerumRijkswaterstaat,directie 'Sluizen en Stuwen', Utrecht1Benelux-tunnel; acht voltooide elementenjuist voor het inlaten van water in hetbouwdokfoto: B.Hofmeester, RotterdamBenelux-tunnel; eight completed elementsjust before immerging the dry doekCement XXIV (1972) nr. 12Betekenis van prefabricagede waterbo.uwInleidingAls men onder prefabricage de bouwmethode verstaat waarbij onderdelen van een con-structie niet in het werk, doch elders worden vervaardigd, dan vindt men in de waterbouween vrij groot toepassingsgebied voor deze werkwijze, onder meer bij tunnels en caissons.Gaat men echter uit van het meer ingeburgerde spraakgebruik, dat niet alleen op eenandere plaats wordt geproduceerd, maar dat dit bovendien geschiedt om via een meerindustri?le benadering te komen tot lagere bouwkosten, een beperking van de benodigdegeschoolde arbeidskrachten of een kortere bouwtijd, zoals bij voorbeeld in de utiliteitsbouwhet geval is, dan komt de waterbouw er maar povertjes af. Vooropgesteld dat men slechtshet beperkte aantal constructies, dat in dit nummer van Cement wordt behandeld, tot dewaterbouw rekent en er niet bruggen en dergelijke bij betrekt. De zware afmetingen vanbij voorbeeld vloeren en wanden van schutsluizen (gevolg van de relatief hoge belastingen)maken dat het ter plaatse storten nagenoeg de enige oplossing is.In het algemeen kan men stellen, dat de grote toepassing van prefabricage in de water-bouw te vinden is bij die constructies die vrijwel onmogelijk ter plaatse kunnen wordengebouwd: dus een soort 'gedwongen' prefabricage.TunnelsHet is vrijwel ondenkbaar dat in een druk bevaren rivier een stalen damwandkuip wordtgeheid, waarbinnen een stuk tunnel wordt gebouwd, om vervolgens over te stappen opeen volgende kuip - na de eerste verwijderd te hebben - en zo stap voor stap de gehelerivier over te steken. Wat ligt in een dergelijk geval meer voor de hand dan gebruik temaken van de zinkmethode: in een bouwdok worden grote elementen gemaakt (foto 1), diedrijvend worden vervoerd naar een van tevoren in de rivierbodem gebaggerde zinksleuf,waarin ze worden afgezonken en onderling aaneengekoppeld. Daarna wordt door hetklappen van baggerspecie de sleuf gevuld en de oorspronkelijke rivierbodem hersteld. Opdeze wijze wordt de waterafvoer van de rivier nauwelijks be?nvloed, terwijl de hinder voorde scheepvaart gering is en bovendien maar van korte duur.5012Leidingtunnel Hollandsch Diep; overzichtbouwdok: geprefabriceerde moten wordenin de achtergrond uitge/?nd tottunnelelementen'Pipe fine' tunnel under the HollandschDiep; view on the building site; assemblingprefabricated secuons into tunnelelementsCement XXIV (1972) nr. 12Ook hier wordt dus gebruik gemaakt van prefabricage, zij het sterk afwijkend van dat watmen er normaal onder verstaat; geen uniforme en 'handzame' constructie-onderdelen dieelders worden vervaardigd, maar vrijwel geheel voltooide tunnelstukken van ca. 100 mlengte worden aangevoerd. Bij de in ontwerp zijnde Drechttunnel in rijksweg 16 onder deOude Maas tussen Dordrecht en Zwijndrecht, krijgt ieder tunnelelement een gewicht vanca. 45000 ton! Het is dan ook niet voor niets waterbouw: de rivier, die het bouwen terplaatse vrijwel uitsluit, maakt het transport van zeer grote elementen mogelijk. Hiermeeis men duidelijk in het voordeel ten opzichte van de 'normale' prefabricage, waar het vervoerover de weg of via binnenwateren, alsook het verticale transport (kranen) beperkingen oplegtaan de afmetingen en het gewicht van de elementen. Hier tegenover staat, dat het bouwenvan de tunnelelementen in het dok geheel op traditionele wijze geschiedt en op generleiwijze de voordelen heeft van de produktie in de fabriek, waar men onder geconditioneerdeomstandigheden werkt en de werkzaamheden terugbrengt tot vrijwel eenduidige handellnqen,Met andere woorden een gedwongen prefabricage, zonder dat hierbij alle voordelen vande prefabricage kunnen worden uitgebuit (onmogelijk gemaakt door onder meer de zwareafmetingen van wanden, vloeren en daken).Op de hierboven beschreven wijze zijn de meeste grote oeververbindingen in Nederlandtot stand gebracht. Gangmaker hierbij was Gemeentewerken Rotterdam met de Maas-tunnel (gereedgekomen in 1942), waarna Rijkswaterstaat, directie 'Sluizen en Stuwen' volgdemet de Coen-, de Benelux- en de Heinenoordtunnel en Publieke Werken Amsterdam met deIJ-tunnel, terwijl Rotterdam het riviergedeelte en het deel op de rechter Maasoever van deeerste metrolijn eveneens op deze wijze bouwde.Toch is met de bovenstaande bouwwijze de ontwlkkellnq naar een verdergaande prefabri-cage niet be?indigd. Bij een aantal tunnels met kleinere doorsneden is een eerste stap gezetom ook in het bouwdok, waar de tunnelelementen vervaardigd worden, te komen tot eenwerkelijk industri?le bouw. Ieder element wordt hierbij opgebouwd uit een aantal vantevoren vervaardigde korte moten, die door middel van epoxy-voegen en voorspanning metelkaar worden verenigd. Nadat dit systeem voor het eerst was getest bij een relatief kleinobject, namelijk een grondduiker onder het Amsterdam-Rijnkanaal nabij Jutphaas, wordt hetnu op grote schaal door de directie 'Sluizen en Stuwen' toegepast bij de leidingtunnel onderhet Hollandach Diep (foto 2).Het 1620 m lange zinkgedeelte bestaat uit 27 elementen van elk 60 meter, die op degebruikelijke wijze worden afgezonken. Elk element is opgebouwd uit 10 geprefabriceerdemoten van 6 m lengte. Alleen op deze wijze is het mogelijk het gehele project binnen 13maanden te voltooien. Door het prefabriceren kunnen bovendien de gebruikelijke stortnadenen de daarbij behorende krimpscheuren in de wanden worden vermeden, waardoor eenwaterdichte bekleding overbodig wordt. In hoeverre deze werkelijke prefabricage zin-vol zal zijn voor tunnels met grotere doorsneden is op dit moment nog moeilijk te voor-spellen. Hierbij dient men te bedenken, dat de grondduiker uitwendige maten heeft van2,85 X 8,89 rn, deleidingtunnel een cirkelvormige doorsnede met een buitendiarneter van4,65 rn, maar dat een normale autotunnel een hoogte van ca. 7,5 m en een breedte vanca. 30 m heeft.Een ander voorbeeld van prefabricage, dat wil zeggen van het elders vervaardigen, is hetsysteem dat momenteel voor een gedeelte van de Oost-lijn van de Metro te Amsterdamwordt toegepast, namelijk de caissonbouw. Anders dan bij de zinkmethode, worden decaissons hier niet drijvend vervoerd, doch worden zij op de traditionele wijze op het maai-veld gebouwd om vervolgens, door ondergraven, verticaal naar beneden te zakken, totdat502Cement XXIV (1972) nr. 12zij hun definitieve plaats (het dak enige meters onder straatniveau) bereikt hebben. De ca.40 m lange caissons worden vervolgens onderling met elkaar verbonden, waarbij gebruikwordt gemaakt van het tijdelijk bevriezen van de grond nabij de aansluiting. De keuze vande bouwmethode is onder meer bepaald door het feit, dat in een dichtbebouwd stadsgebiedmet intensief verkeer open bouwputten te veel ruimte in beslag nemen, terwijl tevens isbereikt dat tijdens de bouw het grondwaterniveau niet verlaagd behoeft te worden. Behalvebij zink- en caissontunnels speelt deprefabricage ook bij schildtunnels een grote rol. Doordiverse tunnelontwerpers wordt momenteel nagegaan in hoeverre deze methode (waar-schijnlijk in een nieuwe versie: het zogenaamde 'mudshield') ook in ons land te gebruikenzou zijn. Bij dit type wordt de eigenlijke tunnelconstructie geheel opgebouwd uit kleine,geprefabriceerde segmenten. Weliswaar is aanvankelijk overwegend met gietstalen segmen-tengewerkt, maar deze worden meer en meer verdrongen door de goedkopere betonnenuitvoering, een aantal bijzondere gevallen daargelaten.Afsluiting van stroomgaten(zie ook het artikel van ir.E.Stamhuis elders in dit nummer)Bevindt de betonconstructeur zich bij de tunnelbouw nog in het randgebied, bij de afsluitingvan stroomgaten komt hij voor honderd procent in de natte waterbouw 'terecht'. Zijn hulpwordt ingeroepen, omdat juist hij in staat is grote eenheden elders te prefabriceren.De inzet van zwaar baggermaterieel heeft het in de afgelopen decennia mogelijk gemaaktook de grote zee-armen in Zuid-West Nederland af te sluiten (het Deltaplan). Reeds in dedaaraan voorafgaande periode is gebruik gemaakt van gewapend-betonconstructies. Zo zijnbij de drooglegging van Walcheren na de bevrijding de zogenaamde Phoenix-caissonsgebruikt, die door de geallieerden waren ontwikkeld en in Engeland gebouwd ten behoevevan de aanleg van de landingshavens in Normandi?. Ook bij het dijkherstel na de februari-ramp in 1953 speelden deze Phoenix-caissons (62 m lang, 19 m breed,18 m hoog met eengewicht van ruim 7500 ton), tezamen met de zogenaamde eenhelds-caissons een belangrijkerol. Binnen 6 maanden werden toen 632 eenheids-caissons gebouwd. Het eenheids-caissonis een 'klein' gewapend betonnen element, dat onder meer als hulpmiddel wordt gebruiktbij het opbouwen van dijkvakken in stroomgeulen en het afgrendelen van kleine sluitgaten.De afsluiting van de Zandkreek, de eerste van de Deltadammen, is met behulp van een-heids-caissons tot stand gebracht. Zij werden ook toegepast bij de sluiting van de zuidelijkegeul van de Grevelingen.De eenheids-caissons kunnen worden uitgevoerd met en zonder bodemplaten (respectieve-lijk 'bakken' en 'manchetten'). Een horizontale doorsnede laat een rechthoek zien (afmetln-genca. 11,5 X 7,5 m), die door ??n langs- en twee dwarswanden wordt verdeeld in 6cellen van circa 3,5 m in het vierkant. In een aantal gevallen werden de ca. 6 m hoge en12 ? 15 cm dikke wanden opgebouwd uit geprefabriceerde panelen, waartussen de hoek-punten in het werk werden gestort. Onder 'het werk' wordt hier uiteraard het bouwdok enniet het sluitgat verstaan.Met deze elders gebouwde eenheden is men in staat in korte tijd, v??r dat het snelstromende water ernstige ontgrondingen en afkalvingen heeft veroorzaakt, eenstroomgatte sluiten, waarna over de caissons heen het eigenlijke, definitieve dijklichaam wordt aange-bracht. Door manchetten (als regel 2 m hoog) te stapelen op bakken (gewoonlijk 6 m hoog)en de eenheden ook horizontaal te koppelen kunnen grotere elementen uit de eenheids?caissons worden opgebouwd, afhankelijk van de gevraagde diepgang, hoogte en horizon-tale afmetingen. Door via afsluiters water in te laten, kunnen de drijvend aangevoerdeelementen worden afgezonken.Voor grote sluitgaten, waarbij sprake is van aanzienlijke getijvolumen, is deze methodeechter niet toe te passen. Daar maakt men gebruik van de geleidelijke sluiting (aanvankelijknatuursteen, later ongewapende betonnen blokken, gestort met behulp van een kabelbaan)of de 'plotselinge' sluiting door middel van doorlaatcaissons (foto 3). Doorlaatcaissonszijn toegepast bij het Veerse Gat (1961), het Volkerak (1969), de Lauwerszee (1969) en hetnoordelijke sluitgat van het Brouwershavense Gat (1971).Bij de sluiting met doorlaatcaissons worden eerst de damvlakken ter plaatse van deondiepten in de zee-arm uitgebouwd tot aan het sluitgat. De bodem van de stroomgeulwordt vastgelegd met zinkstukken en bestortingen, terwijl een speciale drempel wordt ge-stort waarop de caissons geplaatst worden. De caissons zijn inmiddels in een dok in denabijheid gebouwd. In de langswanden zijn doorstroomopeningen uitgespaard, die voors-hands worden afgesloten met houten schotten ten einde het drijvend transport mogelijk temaken. De caissons worden de ??n na de ander naar het sluitgat vervoerd en hier afgezon-ken door het inlaten van water. Zodra een caisson op de drempel is geplaatst, worden dehouten schotten verwijderd, waardoor het water 'vrij' via de doorstroomopeningen naarbinnen en naar buiten kan blijven stromen. Pas als alle caissons zijn geplaatst, laat mende stalen schuiven (aangebracht in langsrichting in het hart van elk caisson) zakken, waar-door het sluitgat 'plotseling' over de gehele lengte wordt gesloten. Een indruk omtrent deafmetingen van de caissons geven de maten van de 12 elementen, die gebruikt zijn voor deafsluiting van het noordelijk sluitgat van het Brouwershavense Gat: lengte 68 rn, breedte18 m en hoogte 16,20 m. Ook werden twee landhoofd-caissons van een enigszins afwijkendevorm toegepast.Indien men afziet van de ongewapende betonnen blokken die gebruikt worden als stort-materiaai, dan speelt de prefabricage bij de geleidelijke sluiting een meer ondergeschikte5033Vo/kerak; door/aatcaissons in bouwdok methouten schotten voor doorstroomopeningenen lierbordessen boven sta/en schuivenfoto: R?kswaterstaat, Den Haag'Sluice' caissons for Vo/keraf