8 thema Ontwerpproces Zuid-Willemsvaart Integratie tussen ontwerpteams en uitvoerende aannemers Om de bestaande verbinding door 's-Hertogenbosch te ontlasten, wordt momenteel gewerkt aan een omlegging van de Zuid-Willemvaart tussen Den Dungen en de Maas. Na opdrachtverlening door RWS is de combinatie WillemsUnie in het najaar van 2010 gestart met het maken van een VO. Omdat het project in de tenderfase slechts op hoofdlijnen was uitgewerkt, moesten de verschillende ontwerpteams belangrijke keuzen maken. Hierbij is nauw overleg gepleegd met de opdrachtgever. De omlegging van de Zuid-Willemsvaart bestaat in hoofdlijnen uit de aanleg van een nieuwe klasse-IV-vaarweg tussen de Maas en Den Dungen, in totaal ongeveer 9 kilometer lang. De belangrijkste onderdelen van het project zijn: ? realisatie drie aansluitingen (twee aansluitingen op de Maas ir. Leon Lous 1) Volker InfraDesign bv, WillemsUnie v.o.f. en één aansluiting op de bestaande Zuid-Willemsvaart); ? realisatie twee sluiscomplexen bij Empel en Berlicum; ? realisatie zes bruggen voor het wegverkeer over de nieuwe vaart; ? realisatie viaduct in de N279; ? realisatie fietsbrug; ? realisatie vier sifons; ? realisatie zes gemalen (waarvan twee op sluiscomplex Empel); ? realisatie fietspaden en onderhoudswegen (onder andere op de kanaaldijken); ? realisatie en aanpassing niet-kruisende wegen; ? realisatie afschermende voorzieningen; ? realisatie ecologische inpassing; ? verlegging en verwijdering kabels en leidingen. Ontwerpteams De ontwerporganisatie van WillemsUnie is onderverdeeld in vier ontwerpdisciplines: sluizen, bruggen, grond-, weg- en waterbouw, en sifons & gemalen. Elk ontwerpteam wordt aangestuurd door een ontwerpleider. De ontwerpers in deze teams waren werknemers van Volker InfraDesign, Arcadis en 1) ir. Leon Lous is technisch manager ontwerp van de WillemsUnie thema Ontwerpproces Zuid-Willemsvaart 6 2013 9 Ontwerpproces Zuid-Willemsvaart 1 1 Ondersteuningsconstructie brug Nieuwe Empelseweg Integratie tussen ontwerpteams en uitvoerende aannemers de combinanten (GMB Civiel, KWS Infra, Van Hattum en Blankevoort en van den Herik kust- en oeverwerken). Ook de werkvoorbereiders van de combinanten maken deel uit van de teams. De technisch manager ontwerp stuurde de ontwerplei- ders aan en was daarmee als MT-functionaris binnen Willems- Unie verantwoordelijk voor een goed en uitvoerbaar ontwerp. Het ontwerp is tot en met het UO uitgewerkt door de Willems- Unie. Vervolgens is het overgedragen aan de uitvoerende aannemers. Van KIO naar VO In de tenderfase heeft de WillemsUnie gekozen voor een uitwerking op schetsniveau in een KIO-formulier (Kritische Informatie Objecten) (fig. 4). Dit KIO-formulier was het eind- product van de tenderfase. In deze formulieren komen materi - aalhoeveelheden, faseringen, eventuele hulpconstructies, kansen en risico's aan bod. Aan dit document, dat de basis vormde voor de calculatie, is bijgedragen door zowel ontwer - pers als werkvoorbereiders. In de zomer van 2010 is het werk gegund aan de Willems- Unie. Onderdeel van het contract was de verplichting de wensen en eisen bij de verschillende stakeholders op te halen. De belangrijkste stakeholders in het project zijn: gemeente Den Bosch, gemeente Sint-Michielsgestel, provincie Noord- Brabant en het waterschap Aa en Maas. Nadat alle wensen en eisen duidelijk waren, is de WillemsUnie gestart met het maken van een VO. In dit VO is de vertaalslag gemaakt van het 'Ambitiedocument kunstwerken'. In dat docu - ment, dat is opgesteld door Zwarts & Jansma Architecten, is de vormgeving in hoofdlijnen beschreven. De vertaalslag is gerealiseerd in samenwerking met architectenbureau I'M archi- tecten. Zwarts & Jansma Architecten was gemachtigd de vormgeving van de verschillende kunstwerken definitief goed te keuren. Vanwege de uitvoeringsplanning is ervoor gekozen de vergunningsaanvragen al op basis van het VO in te dienen. Om dit proces goed te laten verlopen, is intensief contact geweest met de afde- Kengetallen omlegging Zuid-Willemsvaart 9 km kanaal 2,2 miljoen m 3 zand, waarvan 1,65 miljoen m 3 wordt hergebruikt 200 000 ton stortsteen 70 000 ton asfalt 52 000 m 3 beton 6250 ton wapening 1100 ton voorspanning 3,5 km definitieve damwand ontwerpproces Zuid-willemsvaart 6 2013 10 19,38 46,50 kanaaldijk oost 2,00 3,48 2,02 kanaaldijk west 2,00 4,50 2,00 proel plasdraszone, ter indicatie. 13,70 17,76 27,26 20,20 7,50 4,20 0,80 NAP +5.450 onderhoudspad 0,70 NAP +6.100 kp NAP +4.700 kp NAP +0.180 NAP +6.100 N.A.P. as kanaal 1:3 1:3 westoost 1:2 1:2 breuksteen 90/180 mm: gewicht 380 kg/m 2 breuksteen 90/180 mm: gewicht 380 kg/m 2 geotextiel geotextiel NAP +5.400 1:2 1:20 1:20 2,00 kanaaldijk oost 2,00 7,503,50 43,00 2,00 kanaaldijk west 2,00 2,00 3,507,50 NAP +2.750 damwand onderhoudspad damwand kp NAP +2.000 bp NAP -2.520 N.A.P. as kanaal west oost 2:3 (Life Cycle Costs). Het contract met RWS schreef voor dat ontwerpkeuzen moesten worden beoordeeld op dit aspect. Hoewel er geen onderhoudsverplichting in het contract stond, was op deze manier geborgd dat beheer en onderhoud ook in de ontwerpafweging werd meegenomen. Dit heeft er onder andere toe geleid dat bij sluis Hintham stalen sluisdeuren zijn toepast, terwijl houten sluisdeuren in aanschaf goedkoper waren. Als afsluiting van het VO is een review georganiseerd waar ook RWS en stakeholders bij aanwezig waren. Het VO werd vastge- legd in een variantennota die bestond uit tekeningen, bereke- ningen, TOM's en een plan van aanpak. Dit vormde de basis voor de verdere uitwerking in het DO. lingen Bouw- & Woningtoezicht en is het VO uitgewerkt met behulp van 3D-modellen. Deze 3D-modellen combineerden alle ontwerpen van de verschillende ontwerpdisciplines en vormden de basis voor de visualisaties die door Zwarts & Jansma Architec- ten en de welstandscommissies werden getoetst. Doordat de VO's in 3D werden gepresenteerd, verliep de toetsing door de architecten en de welstandscommissies zeer voorspoedig. Alle vergunningsaanvragen met uitzondering van de fietsbrug zijn vóór 1 april 2012 aangevraagd, het tijdstip waarop de Eurocode nog niet van toepassing was. Alle grote ontwerpkeuzen zijn afgewogen in Trade Off Matrices (TOM). Deze werden in gezamenlijk overleg met RWS en de stakeholders besproken. Belangrijk aspect in de TOM was LCC 3 2 5 thema Ontwerpproces Zuid-Willemsvaart 6 2013 11 7,20 kp NAP + 4.700 combiwand/landhoofd 28,00m weg 30,00m weg 47,00m weg 50,00m weg 28,00m weg 30,00m weg H constructie 0,90m (C35/45) H constructie 1,70m (C35/45) H constructie 0,90m (C35/45) 2 Trapeziumprofiel ten zuiden van sluis Hintham 3 Bakprofiel ten noorden van sluis Hintham 4 Schets uit KIO-formulier 5 Ondersteuningsconstrcutie brug Nieuwe Empelseweg beperkt en waren er geen discussies tussen de WillemsUnie en de uitvoerend aannemer over de maakbaarheid van het ontwerp. Site-engineering Technische vragen en afwijkingen tijdens de uitvoering worden met behulp van een workflow-programma ingediend bij de site-engineeringscoördinator. Deze stuurt een team van ontwerpers aan dat voornamelijk bestaat uit constructeurs die ook het VO, DO en UO hebben opgesteld. De verantwoordelijkheid voor de site-engineering is na gereed- komen van het UO overgegaan van de technisch manager DO-fase In de DO-fase is het VO verder uitgewerkt tot een ontwerp waarin alle definitieve materiaalhoeveelheden, tekeningen en berekeningen zijn vastgelegd in een Ontwerpnota en Plan van aanpak (fig. 6). In dit Plan van aanpak werd de scopebeschrij- ving tussen de verschillende combinanten vastgelegd en zijn fasering, hulpconstructies enzovoort voorgeschreven. Voor sommige ontwerpen die erg complex waren, zoals de in het werk voorgespannen kokerbrug, zijn second opinions opge- steld. De DO-fase werd afgesloten met een ontwerpbespreking waar de betreffende stakeholders en RWS aanwezig waren. Overdracht naar uitvoering Op basis van het DO werd een werkpakket uitgegeven aan de uitvoerend aannemer. De betonnen constructies zijn gereali- seerd door GMB Civiel en Van Hattum en Blankevoort. Het werkpakket bestond naast het ontwerp ook uit keuringsplan- nen, vergunningsvoorwaarden en materiaalspecificaties. Op basis van dit werkpakket kon de uitvoerend aannemer zijn voorbereiding starten en werd een budget vastgesteld voor de uit te voeren werkzaamheden. Het werkpakket kan dus worden beschouwd als een 'bestek' tussen de WillemsUnie en een van de combinanten. Omdat de WillemsUnie als koepelorganisatie het aanspreekpunt voor RWS was, bestond er eenduidigheid over de communicatie tussen RWS en aannemer. Parallel aan de overdracht van de werkzaamheden naar de uitvoerend aannemer werd door de WillemsUnie het UO afge- rond. In deze fase hebben de meeste werkvoorbereiders, die in de VO- en DO-fase binnen WillemsUnie verantwoordelijk waren voor het Plan van aanpak, bij de uitvoerend aannemer een rol als projectcoördinator gekregen. Deze opzet zorgde ervoor dat alle kennis vanuit de WillemsUnie geborgd was bij de uitvoerend aannemer. Hierdoor bleef de voorbereidingstijd Karakteristieken kanaal ? waterpeil tussen Sluis Schijndel en sluis Hintham is NAP +4,7 m; ? waterpeil tussen Sluis Hintham en Empel is NAP +2,0 m; ? doorvaarthoogte is 7,25 m; ? diepgang schepen maximaal 3,0 m, diepte kanaal is 4,2 m; ? breedte kanaal met natuurlijke oevers is 21,3 m; ? talud oevers is 1:3; ? totale breedte op waterlijn is 46,5 m; ? ten noorden van sluis Empel is breedte kanaal met natuurlijke oevers 38,525 m, talud oevers is 1:3, totale breedte op waterlijn is 63,725 m; ? breedte op waterlijn t.p.v. bruggen is 40,85 m (normaal profiel klasse IV ). 4 ontwerpproces Zuid-willemsvaart 6 2013 12 29 57749 306 29 577 voorgespannen betonnen dek d=900 mm voorgespannen betonnen dek d=1700 mmvoorgespannen betonnen dek d=900 mm voutes voutes opsluitband paalfundering 450x450 mm schoorstand 5:1 vibro palen Ø508/610 mm schoorstand 5:1 vibro palen Ø508/610 mm schoorstand 5:1 vibro palen Ø508/610 mmte lood vibro palen Ø508/610 mm te lood paalfundering 450x450 mm te lood paalfundering 450x450 mm schoorstand 5:1 ECO zuilen + rode split voorzetwand verankerd kolom d=1000 mm kolom d=1000 mm wrijfgording kanaalpeil +4700 m (alarmpeil +0,20/-0,10) oplegging hoogte 200 mm blokken met opstort gekwantificeerd. Hierbij werd onderscheid gemaakt naar veilig- heidsrisico's in de bouwfase en gebruiksfase. Voor de sluizen en sifons & gemalen zijn deze risico's ook beschouwd in het kader van de Machinerichtlijn. Extra nadruk is gelegd op de constructieve veiligheid in de bouwfase, aange- zien statistiek uitwijst dat in deze fase de meeste ongelukken gebeuren. De berekeningen van de ondersteuningsconstructies, stempelramen en bekistingen worden door de leverancier van de uitvoerend aannemer gemaakt. Deze worden echter door een onafhankelijk constructeur van de uitvoerend aannemer getoetst en daarna pas ter toetsing voorgelegd bij WillemsUnie. De site-engineer van WillemsUnie toetst vervolgens nog op integraliteit en of alle gehanteerde uitgangspunten correct zijn. Conclusies De keuze voor een uitwerking op hoofdlijnen in de tenderfase en deze vast te leggen in een KIO-formulier was een juiste beslissing. Aan het einde van het UO is immers gebleken dat alle gekozen concepten geen significante wijzigingen hebben ondergaan en dat de materiaalhoeveelheden met een voldoende kleine bandbreedte konden worden opgesteld. Het realiseren van een ontwerp in de koepelorganisatie en het feit dat werkvoorbereiders deel uitmaken van het ontwerpteam, zijn beide als zeer positief ervaren. Het resultaat was namelijk een goed en uitvoerbaar ontwerp dat 'gedragen' werd door de uitvoerend aannemer. Doordat de werkvoorbereiders na het DO ook een rol kregen bij de uitvoerend aannemer, kon de voorbereidingstijd worden verkort. ? 6 DO-tekening 3D Langsdoorsnede Beusingsedijk ontwerp naar de technisch manager uitvoering. De site- engineeringscoördinator is tevens verantwoordelijk voor de totstandkoming van as-built informatie. Systems Engineering Systems Engineering vormde een integraal onderdeel van de projectaanpak. Nadat alle eisen en wensen van de stakeholders waren opgevraagd, kon het totale eisenpakket worden vastgesteld. In elke ontwerpfase voor ieder object is gestart met het opstellen van een verificatieplan. Vervolgens werden de verificaties van deze eisen vastgelegd in het verificatierapport. Alle eisen werden aange- toond door middel van ontwerpdocumenten en materiaalspecifi- caties die werden opgedragen aan de uitvoerend aannemer. Aan het einde van het UO zijn daarmee alle verificaties uitgevoerd. Om aan te tonen dat er ook wordt gebouwd volgens tekening, werden keuringen door de uitvoerend aannemer uitgevoerd. Deze keuringen werden enerzijds al gedaan vanuit het kwali- teitssysteem van de uitvoerend aannemer, maar door Willems - Unie werden ook keuringen voorgeschreven die de werking van het totale systeem aantonen. Het door keuringen aantonen van de verschillende componenten van een sluis, toont immers nog niet aan dat het sluiscomplex als geheel goed functioneert. Veiligheid in het ontwerp Bij alle combinanten van de WillemsUnie staat veiligheid hoog in het vaandel. In elke ontwerpfase zijn per object sessies geor - ganiseerd waarbij de hoofd-veiligheidsdeskundige aanwezig was. Op deze manier zijn alle veiligheidsrisico's onderkend en 6 thema Ontwerpproces Zuid-Willemsvaart 6 2013