1 2018 vakblad over betonconstructies vakblad over betonconstructies 1 2018 vakblad over betonconstructies Sluizen Dyckerhoff ?maakt er meer van. Dyckerhoff, Verkoopkantoor Nederland/Belgie nl@dyckerhoff.com www.dyckerhoff.nl Waalbrug Ewijk (A 50) Dyckerhoff Basal levert hoge sterkte beton C 90/105; Dyckerhoff levert speciale cement VARIODUR 30 Fotos: Bart van Hoek DyB Anz_Waalbrug Ewijk_225x297_lay.indd 1 15.03.17 10:33 TEKTONIEK.NL Kennis zit in mensen. Binnen het T beschikken we over de kennis voor de beste architectuur in beton. Daarbij gaat het altijd om de relatie tussen vor - geving, constructie en het gebied van schoonbeton, constructieve optimalisaties, productontwikkelingen en materiaalontwikkelingen. Op de netwerkpagina van www zijn de juiste mensen te vinden. Misschien hoor Dat kan, het kennisnetwerk is groeiende. TEKTONIEK hoe maak ik de beste architectuur in beton? Drents Museum Assen - designed by Erick van Egeraat - foto: J. Collingr\ idge advertentie Tektoniek Cement 12016.indd 1 03-02-16 09:34 C onmisbar essen V aan inf c af z MWWW. CEMENT W V STUDENT LEER TEKTONIEK.NL Kennis zit in mensen. Binnen het T beschikken we over de kennis voor de beste architectuur in beton. Daarbij gaat het altijd om de relatie tussen vor - geving, constructie en het gebied van schoonbeton, constructieve optimalisaties, productontwikkelingen en materiaalontwikkelingen. Op de netwerkpagina van www zijn de juiste mensen te vinden. Misschien hoor Dat kan, het kennisnetwerk is groeiende. TEKTONIEK hoe maak ik de beste architectuur in beton? Drents Museum Assen - designed by Erick van Egeraat - foto: J. Collingr\ idge advertentie Tektoniek Cement 12016.indd 1 03-02-16 09:34 Partners 1 Meer informatie over deze bedrijven en over het partnerschap staat op www.cementonline.nl/partners . partners 1 2018 Centraal overleg Bouwconstruc ties Stufb Studievereniging b -N ederland Partners van Cement , kennisplatform betonconstructies Cement is een platform van én voor constructeurs. Het platform legt kennis vast over construeren met beton, en verspreidt deze onder vakgenoten. Om het belang hiervan te onderstrepen kan een bedrijf kennispartner van Cement worden. Een partner geniet een aantal voordelen, zoals een flinke korting op het abonnement en een profielpagina op Cementonline . Het partnerschap is voorbehouden aan bedrijven voor wie de kennis daadwerkelijk is bedoeld. Hebt u ook interesse om partner te worden, neem dan contact op met Sanne Verdonk, s.verdonk@aeneas.nl . 2 4 Nederland, sluizenland T Ons land gaat de capaciteit van een aantal sluiscomplexen flink uitbreiden. Zes projecten zijn door Rijkswaterstaat binnen één gezamenlijk Programma Sluizen op de markt gebracht. 10 Tweede kolk voor sluis Eefde T Voor een betere bereikbaarheid van de Twentekanalen wordt de sluis bij Eefde uitgebreid met een tweede sluiskolk. Duurzaamheid en een unieke segmentdeur waren maatgevend bij de aanbesteding van het project. 20 Schoonheid in eenvoud T Om de bevaarbaarheid van de Maasroute te verbeteren, wordt in Limmel een nieuwe keersluis gebouwd. De sluis vormt het eerste 'natte' DBFM-project. 34 Van keersluis naar schutsluis T De Meppelerdiepsluis is omgebouwd van keersluis tot schutsluis. Dat moest gebeuren met minimale hinder voor scheepvaart en wegverkeer en vroeg daardom om een complexe bouwfasering. 42 Spuisluizen Afsluitdijk geïnspecteerd T De Afsluitdijk krijgt een grote opknapbeurt. Om de sluizen te versterken en te verhogen, was het noodzakelijk de betonnen kunstwerken te laten inspecteren. 58 Panamakanaal verbreed T Bij de aanleg van een derde set sluizen in het Panamakanaal werden zowel aan de enorme hoeveelheden beton als aan de gigantische stalen sluisdeuren strenge eisen gesteld. 4 ? 68 Sluizen Een overzicht van recente ontwikkelingen in sluizenbouw en de techniek die is toegepast bij enkele zeer aansprekende projecten, zowel in binnen- als buitenland. 26 - 33 Eindelijk meer ruimte voor de IJssel Onderdeel van het project Ruimte voor de Rivier IJsseldelta is de aanleg van het Reevediep met de recreatieschutsluis en het Reevesluiscomplex. De uitvoerings- methoden zijn duidelijk verschillend. 50 - 56 Betonmassa voor Kieldrechtsluis Bij de bouw van de Kieldrechtsluis bij de haven van Antwerpen is veel aandacht besteed aan de grote hoeveelheid beton, onder meer om scheurvorming te beperken. 1 Partners 82 Column 84 Service / online 84 Colofon februari 2018 / jaargang 70 inhoud 1 2018 Inhoud 3 64 Bouw sluishoofden naast bestaand kanaal T Het is een gecompliceerde operatie: het verlengen, verbreden en renoveren van de Södertäljesluis, zonder daarbij het scheep- vaartverkeer te hinderen. Twee bouwputten naast de bestaande sluis bieden uitkomst. 70 Aardewerk in cement Het archeologisch museum Muséo Sitio de Julio C. Tello in de tropische woestijn van Peru voegt zich met haar rode gevel van portland-puzzolaan- cement helemaal naar de omgeving. 75 Dick voor Mekaar (2) Kolommen: mooi bedoeld, maar toch lelijk!? In de tweede aflevering van de rubriek Dick voor Mekaar opnieuw aandacht voor vorstschade. 78 Parametrisch ontwerpen is de toekomst Rick Titulaer vertelt over zijn rol bij het ontwerp en de optimalisatie van de tentoonstellingswanden voor de collectiepresentatie STEDELIJK BASE van het Stedelijk Museum. Groot, groter, grootst(e) Wie zien het op veel vlakken, het moet efficiënter, meer en groter. Dat geldt ook voor het (vracht)verkeer en de scheepvaart en dat heeft natuurlijk consequenties voor onze, inmiddels op leeftijd zijnde, infrastruc - tuur. Omdat er veel speelt op het gebied van sluizen is er alle reden om daar nu een themanummer aan te wijden. Nederland heeft een grote reputatie op het gebied van water - bouw en de huidige activiteiten op sluizengebied bestendigen dat. Lees over de verschillende typen sluizen (keersluis, schut - sluis, spuisluis) en de vele lopende projecten, waarbij nieuwe sluizen worden gebouwd om de doorgang voor de scheepvaart en/of de waterveiligheid te verbeteren. Maar er is in dit nummer ook aandacht voor onze tachtig jaar oude spuisluis in de Afsluit - dijk en, vanzelfsprekend zou ik bijna zeggen, imposante sluis- projecten in het buitenland. Een uitdaging bij de diverse projecten is om de scheepvaart en het verkeer zo min mogelijk te hinderen tijdens de bouw. Beton mag dan misschien minder goed scoren als het gaat om milieuvriendelijkheid, maar hoe zouden we deze belangrijke constructies moeten bouwen zonder beton, dat hiervoor in zeer, zeer grote hoeveelheden nodig is? En ja, we moeten aan onze (klein)kinderen denken, maar het is voor (de veiligheid van) hen toch ook belangrijk dat deze sluizen worden gebouwd? Fijn dus dat er beton is! U ziet maar weer, veel interessante informatie, die wij als Cement graag naar u doorsluizen! Jammer dat we u nog niet kunnen informeren over 's werelds grootste zeesluis, die op dit moment door Nederlandse aannemers in IJmuiden wordt gebouwd. Maar ongetwijfeld komt die in latere edities van Cement nog ruim aan bod. Dick Hordijk Voor reacties: d.hordijk@cementonline.nl De bouw van de nieuwe recreatieschutsluis in het Reevediep, onderdeel van het project Ruimte voor de Rivier IJsseldelta foto: Ruimte voor de Rivier IJsseldelta Redactioneel 1 2018 Inhoud 4 thema Nederland, sluizenland 1 Rijkswaterstaat werkt samen met markt aan uniek sluizenprogramma Nederland heeft wereldwijd een goede reputatie op het gebied van waterbouw. Bedreigingen vanaf zee en vanuit het achterland worden dankzij prachtige civiele kunstwerken het hoofd geboden. Het gaat daarbij ook om tal van grotere en minder grote sluiscomplexen. Ons land staat momenteel voor de opgave de capaciteit van een aantal van die complexen flink uit te breiden. Zes projecten zijn door Rijkswaterstaat binnen één gezamenlijk Programma Sluizen op de markt gebracht. Over dat programma sprak de redactie van Cement met Roy Stroeve en Rob Peschier 1). thema Nederland, sluizenland 1 2018 5 In totaal beheert Rijkswaterstaat in Nederland 84 sluizen. Veel van die sluizen drukken een belangrijke stempel op de capaci - teit van onze waterwegen. Nu is er een duidelijke groei waar - neembaar in het goederenvervoer over water. Dat heeft geleid tot enkele knelpunten in het waterwegennet. Samen met ontwikkelingen en bestuurlijke afspraken vanuit de regio heeft dit geleid tot de opgave zes belangrijke sluiscomplexen uit te breiden. Het gaat om Keersluis Limmel, Zeetoegang IJmond, Capaciteitsuitbreiding Sluis Eefde, Derde Kolk Beatrixsluis, Nieuwe Sluis Terneuzen en de Afsluitdijk. Zes projecten in korte tijd Voor Rijkswaterstaat is dit een enorme uitdaging. De vraag was hoe deze zes projecten in relatief korte tijd (een jaar of 10) kunnen worden vermarkt én gerealiseerd. Deze zes werken als afzonderlijk project op de markt zetten, zou onherroepelijk leiden tot capaciteitsproblemen bij Rijkswaterstaat en onbalans in de marktvraag. Om die reden is er in 2012-2013 besloten deze, toch min of meer vergelijkbare projecten, samen te voegen tot één programma Sluizen. Dit maakt een enorme efficiencyverbetering mogelijk. Er kan goed intensief worden samengewerkt en sommige mensen werken voor meerdere (soms wel drie) projecten. DBFM Een andere belangrijke reden om de projecten samen te voegen, is de wens zo veel mogelijk gebruik te maken van Design, Build, Finance en Maintain-contracten (DBFM). Uit specifieke rekenmodellen bleek dat deze contractvorm voor de projecten het meest geschikt is. Het past ook bij het overheids - beleid dat er sinds 2000 op is gericht projecten waar mogelijk via DBFM op de markt te zetten. Maar DBFM in de waterbouw is nieuw. Wel is er de nodige ervaring opgedaan met droge DBFM's, maar natte DBFM's zijn niet echt vergelijkbaar. Er komen extra functies kijken, zoals passeren scheepvaart, water - keren, watermanagement en combinaties met wegverkeer. Dankzij het sluizenprogramma is het mogelijk kennis over deze contractvorm te bundelen en met de afzonderlijke sluisprojecten te delen. Sterker nog, zonder de gezamenlijkheid zou het moge - lijk helemaal niet lukken. Het eerste project binnen het programma is Keersluis Limmel. De ervaring die met het contract voor dat project is opgedaan, is ingezet bij de andere projecten. Op die manier is een soort treintjesmodel opgezet van zes projecten die ongeveer om het halfjaar op de markt kwamen. Uiteindelijk kennen vijf van de zes projecten een DBFM-contract. Alleen de Nieuwe Sluis Terneuzen is via een D&C-contract gegund. Belangrijkste reden hiervoor is de samenwerking met onze zuiderburen. De Nederlandse systematiek op het gebied van contracteren en begeleiden is anders dan de Vlaamse. Als grootste financierder heeft Vlaanderen nadrukkelijk gekozen voor een D&C- contract. Vlaamse deskundigen, die veel ervaring hebben opgedaan bij de bouw van de Kieldrechtsluis bij Antwerpen, participeren daarbij succesvol in het opdrachtgeversteam. Samenwerking Samenwerking en kennis delen zijn dus de belangrijkste drijf - veren van het sluizenprogramma. Om dit mogelijk te maken, heeft Rijkswaterstaat een aantal werkwijzen geïntroduceerd. Zo is er een overlegstructuur tussen de projecten waarbij van alle projecten de managers van vijf IPM-disciplines (Integraal Projectmanagement Model) op gezette tijden samenkomen. Het gaat om de disciplines technisch management, contract- management, omgevingsmanagement, projectbeheersing en projectmanagement. De projectmanagers van alle zes de projecten ontmoeten elkaar bijvoorbeeld elke twee weken. Van alle disciplines is een van de managers aangewezen als primus inter pares, de zogenoemde PIP'er. Die heeft een coördinerende rol, geen hiërarchische. In de overleggen worden ervaringen gedeeld en knelpunten besproken. Het zijn intensieve besprekingen waar veel wordt geleerd. Zo hebben de overleggen tussen de contractmanagers er in belangrijke mate aan bijgedragen dat de eisen en de contracten bij de latere projecten in het programma duidelijker en scherper zijn geformuleerd. Dat heeft er weer toe geleid dat de markt de contracten steeds beter is gaan begrijpen. In het begin kwamen er nog de nodige vragen over de werking van het contract, maar bij de laatste projecten steeds minder. Markt De ontwikkeling van de contracten is een voorbeeld van de voordelen die het programma ook voor de markt heeft. Een ander voorbeeld zijn de marktlunches waarvoor in het begin - stadium geïnteresseerde marktpartijen werden uitgenodigd. Bij die bijeenkomsten werd uitgelegd wat de plannen waren en werd gevraagd hoe de markt tegen de projecten aankeek, of ze de vraag aankonden en wat zij ervoor nodig hadden. Zodra de projecten zijn gegund, blijft de uitwisseling van kennis tussen en richting de marktpartijen echter beperkt. Het kan niet zo zijn dat oplossingen die door de ene partij worden bedacht, door Rijkswaterstaat met een andere partij worden gedeeld. Sowieso worden er geen oplossingen opgelegd. Het 1 Bestaande Westsluis in sluizencomplex Terneuzen; er komt een nieuwe sluis naastfoto: Rijkswaterstaat Rijkswaterstaat werkt samen met markt aan uniek sluizenprogramma 1) Roy Stroeve en Rob Peschier zijn beiden werkzaam bij Rijkswaterstaat. Stroeve is projectmanager Lekkanaal / Derde Kolk Beatrixsluis en Peschier is programma - manager van het nieuwbouw- en renovatieprogramma Sluizen. Nederland, sluizenland 1 2018 Nederland, sluizenland 1 2018 6 thema op deels onontgonnen terrein begeeft, maar het zou jammer zijn niet van elkaar te leren. Uitdagingen De projecten hebben elk hun uitdagingen. Zo is de zeesluis bij IJmuiden (foto 2) de grootste ter wereld die net als de Nieuwe Sluis Terneuzen gebouwd moet worden op een relatief zeer kleine locatie. Dat leidt tot een grote logistieke puzzel. Ook het feit dat de omgeving zo weinig mogelijk overlast moet hebben en het scheepvaartverkeer tijdens de bouw gewoon doorgang moet kunnen vinden, zorgt voor de nodige hoofdbrekens. Maar niet alleen aan de civiele kant moet soms het uiterste uit de kast worden gehaald. Ook op het gebied van de installaties zijn de opgaven complex. Het is wel het terrein waarin de ontwikkelin - gen het snelst gaan, veel sneller dan aan de civiele kant. Het gaat onder meer om industriële automatisering waarbij ook nog eens zaken als cybersecurity een rol spelen. belangrijkste instrument dat Rijkswaterstaat heeft om mee te sturen, zijn de contracten. Op basis van eerdere ervaringen zijn die hier en daar wel iets aangepast. De systematiek is dus standaard maar de oplossingen niet. Uitgangspunt is juist om de contracten daar waar het kan open te houden. Er zijn randvoorwaarden meegegeven, bijvoorbeeld ten aanzien van schutcapaciteit, beschikbaarheid, waterkeren of maximale hoogten. Er bestaat weliswaar een referentieontwerp voor elk project, maar dat diende in feite alleen voor het tracé - besluit en voor kostenramingen. In de praktijk blijkt dat de bouwers geregeld andere oplossingen kiezen. Die oplossingen zijn behalve van de lokale omstandigheden ook erg afhankelijk van de kennis en ervaring bij de bouwers. Rijkswaterstaat heeft wel als voornemen om, zodra het laatste project de Afsluitdijk is gegund, alle uitvoerende marktpartijen uit te nodigen. Doel is kennis te delen en te leren van elkaars fouten en successen. Rijkswaterstaat beseft dat ze zich daarmee Projecten Keersluis bij Limmel De keerschutsluis bij Limmel maakt deel uit van de Maasroute. Deze vaar - route tussen Weurt en Maastricht moet veiliger worden voor de grotere scheepvaart. Omdat grotere binnen - vaartschepen (klasse Vb-schepen) niet door de circa tachtig jaar oude sluis passen, vervangt Rijkswaterstaat de oude sluis door een nieuwe en bredere keersluis. Er komt één brede doorvaart in plaats van de huidige twee gescheiden vaarstroken. Keersluis Limmel is aangenomen door Keersluis Limmel Company die bestaat uit Besix Group, Agidens Infra Automation en Rebel Group. Het project is gereed in 2018. Zeetoegang IJmond Na bijna honderd jaar is de Noor - dersluis in IJmuiden aan vervanging toe. Een nieuwe, grotere zeesluis moet de bereikbaarheid van de haven van Amsterdam verbeteren en de econo - mie in de regio stimuleren door getijonafhankelijk ruimte te bieden aan de steeds groter wordende zeeschepen. De nieuwe zeesluis wordt 70 m breed, 500 m lang en 18 m diep en is daarmee de grootste van de wereld. De Noordersluis is aangenomen door het consortium OpenIJ, bestaande uit BAM- PGGM, VolkerWessels en DIF. Het project is gereed in het najaar van 2019. Sluis Eefde Rijkswaterstaat werkt aan een betere bereikbaarheid van de Twentekanalen waarvan de hoofdtak loopt vanaf Eefde in oostelijke richting naar Enschede. Onderdeel daarvan is de uitbreiding van de sluis bij Eefde met een tweede sluiskolk. Hierdoor kunnen meer schepen de sluis passeren en krijgt de regio een economische impuls. Sluis Eefde is aangenomen door L2T EPC, een samenwerking tussen TBI- ondernemingen Mobilis en Croonwolter&dros. Het project is gereed in 2020. Zie voor meer informatie het artikel 'Tweede kolk voor sluis Eefde', elders in dit nummer. Beatrixsluis Nederlands grootste monumentale binnenvaartsluis, de Prinses Beatrixsluis, wordt na 77 jaar uitgebreid (foto 3). Vanwege de toename van grote schepen die de sluis passeren, wordt een derde kolk aangelegd en wordt het Lekkanaal ter hoogte van Nieuwegein verbreed. 2 7 cultuur. Mensen zijn bereid fouten toe te geven, juist om ervan te leren. Daar heb je veel meer aan dan jezelf op de borst te kloppen om hoe goed het is gegaan. Wel wordt verwacht dat die fouten niet een tweede keer worden gemaakt. Rijkswaterstaat is nu ook aan het nadenken over hoe deze erva - ringen kunnen worden gebruikt in het overige deel van de uitvoering. En voor toekomstige opgaven zoals renovatie van sluizen. Want ook dat komt op ons af. Een van de uitkomsten is meer toe te gaan naar een objectgeoriënteerde organisatie die portfolio's kent als bijvoorbeeld Sluizen, Bruggen en Tunnels. Trots Mede dankzij het sluizenprogramma is het voor de waterbouw - wereld een bijzonder decennium. Er worden fantastische projecten gerealiseerd, waar we ook voor de toekomst veel uit kunnen leren. Daar mogen we best bij stilstaan. Jacques Linssen Juist op het gebied van installaties en bediening zit een van de belangrijke ontwikkelingen voor de nabije toekomst. Rijks - waterstaat denkt aan het realiseren van goed uitontwikkelde bouwstenen die in verschillende projecten kunnen worden ingezet. Bij beweegbare bruggen en tunnels zijn daarmee al belangrijke stappen gezet. De volgende stap is om deze syste - matiek ook te ontwikkelen voor sluizen. Cultuur Rijkswaterstaat plukt bijna dagelijks de vruchten van het bundelen van de projecten. Er is een heel bijzondere werkcul - tuur ontstaan die ook binnen andere disciplines van Rijkswa - terstaat wordt herkend. Het programma heeft de naam opge - bouwd van een enthousiaste club mensen die kennis willen delen, in elkaar willen investeren en wat voor elkaar over hebben. Het belang van het programma staat boven het belang van de afzonderlijke projecten. Er is bovendien een heel open De Beatrixsluis is aangenomen door het consortium Sas van Vreeswijk, bestaande uit Besix Group, Rebel- Valley, TDP, Heijmans en Jan de Nul. Het project is gereed in 2019. Nieuwe Sluis Terneuzen De Nieuwe Sluis gaat zorgen voor een betere toegang en vlottere doorstro - ming van het toenemende scheep - vaartverkeer, voor zowel binnenvaart- als zeeschepen, vanaf de Westerschelde naar het Kanaal van Gent naar Terneu - zen en verder. De Nieuwe Sluis wordt net zo groot als de sluizen in het Pana - makanaal, namelijk 427 m lang, 55 m breed en 16,44 m diep. De sluis wordt gerealiseerd binnen het bestaande sluiscomplex in Terneuzen (foto 1). De Nieuwe Sluis Terneuzen is aange - nomen door combinatie Sassevaart, bestaande uit BAM (BAM Infra en BAM Contractors), DEME en Algemene Aannemingen Van Laere. Het project is gereed in 2022. Afsluitdijk Bij de tweede landelijke toetsing van de primaire waterkeringen (2006) is gebleken dat de Afsluitdijk niet meer voldoet aan de wettelijke eisen voor waterveiligheid. Daarnaast is vergro - ting van de waterafvoercapaciteit nodig omdat het steeds vaker en in sterkere mate onmogelijk wordt het peil van het IJsselmeer voldoende te beheersen. Dit als gevolg van de stijgende zeespiegel en hogere piek- afvoeren. Daarom vergroten we de waterveiligheid door de Afsluitdijk en de sluizen sterker te maken. De Afsluitdijk is nog niet gegund. Het project is gereed in 2022. Zie voor meer informatie het artikel 'Sluitsluizen Afsluitdijk geïnspecteerd' elders in dit nummer. En verder Verder zijn opvallende actuele sluisprojecten de twee nieuwe sluizencomplexen in het Reevediep (dit project participeert binnenkort in het Sluizenprogramma) en de Meppelerdiepsluis. Aan deze en een aantal sluizen uit het Sluizenprogramma wordt in dit nummer van Cement aandacht besteed. Het is helaas niet gelukt artikelen over Zeetoegang IJmond, Derde Kolk Beatrixsluis en de Nieuwe Sluis Terneuzen te publiceren. Die komen op een later moment aan bod. 3 2 Tijdens de bouw van de nieuwe Zeesluis bij IJmuiden blijft de winkel gewoon open: op de achtergrond passeert het scheepvaartverkeer door de naastgelegen Noordersluisfoto: Rijkswaterstaat / Gerrit Serné 3 Met de bouw van een derde kolk (doorgang) kunnen er straks meer en grotere schepen gebruik - maken van de Beatrixsluisfoto: LievenseCSO Groep Nederland, sluizenland 1 2018 thema Nederland, sluizenland 1 2018 8 Wat een sluis is, is bij iedereen wel bekend. Maar wat voor soorten sluizen heb je en uit welke onderdelen bestaat een sluis? Een (niet uitputtend) overzicht van enkele belangrijke begrippen. Wat is een sluis? Schutsluis (fig. 4) Sluis die het mogelijk maakt schepen van het ene naar het andere waterpeil te brengen (schutten). Schutsluis bestaat uit voorhaven, fuik, benedenhoofd, bovenhoofd en kolk. Spuisluis Sluis bedoeld om overtollig binnenwater te spuien. Niet bedoeld om scheepvaart te laten passeren. Keersluis Sluis om (hoog)water te kunnen keren. Als het waterpeil normaal is, is de sluis open. In gesloten toestand niet bedoeld om schepen te laten passeren. (Schut)kolk Ruimte tussen de beide sluishoofden (beneden- en bovenhoofd) van een schutsluis. Groene kolk Kolk met een natuurlijk talud in plaats van kolkwanden. Sluishoofd Onderdeel van de sluis waarin zich de deuren bevinden. Zorgt voor krachtsoverdracht van de deuren naar de ondergrond en voor de aansluiting van deuren. Bovenhoofd Sluishoofd gelegen aan de zijde met het hoogste waterpeil (bovenstrooms). Benedenhoofd Sluishoofd gelegen aan de zijde met het laagste waterpeil (benedenstrooms). Buitenhoofd Sluishoofd gelegen aan buitenwater. Binnenhoofd Sluishoofd gelegen aan binnenwater. Voorhaven Vaargedeelte dat ligt tussen de aansluitende vaarweg en het sluiscomplex. Fuik Overgangsgebied tussen voorhaven en kolk, bedoeld om schepen de sluis te laten invaren. Remming- of geleidewerk Constructie waarmee schepen worden afgeremd als ze een sluis naderen of dreigen aan te varen. Biedt schepen ook gelegenheid te wachten voor een gesloten sluis. Aanvaarbeveiliging Beveiliging die ervoor zorgt dat een schip niet doorschiet in de kolk. Fenderconstructie Constructie om de kinetische energie van een aanvarend schip op te vangen. Puntdeuren (fig. 6) Vlakke deuren die in gesloten stand tegen elkaar steunen en dan een stompe hoek vormen. De deuren draaien om een verticale as. In geopende stand bevinden de deuren zich in ondiepe deurkassen in de beide sluiswanden. In principe bedoeld voor een éénzijdige kering. Enkele draaideur (fig. 7) Vlakke deur die in gesloten stand de doorvaart loodrecht afsluit. Draaien om een verticale as. In geopende stand verdwijnt de deur in een ondiepe, lange deurkas. Mogelijkheid tot tweezijdig keren. Hefdeur (fig. 8) Deur die verticaal uit het water wordt getild. Geen draaipunten of andere bewegende delen onder water. Enige deur waar de hoogte van de vaartuigen die kunnen passeren beperkt is. Kan tweezijdig keren. Roldeur (fig. 9) Deur dwars ten opzichte van de lengteas van de sluis, die naar zijkant rollend wordt geopend in een, in de sluiswand aangebrachte, deurkas. Kan tweezijdig keren. Waaierdeur (fig. 10) Puntdeuren uitgerust met een extra blad dat onder een hoek met de puntdeur staat. De deuren staan aan beide zijden van de sluis opge - steld. In kwartcirkelvormige deurkassen draait het blad. Kunnen naar beide zijden het water keren. Segmentdeur (fig. 11) Deur met in het verticale vlak gezien een cirkelsegment als doorsnede, die draait om een horizontale as. De deur kan omhoog en omlaag draaien. In verticale stand is de sluis gesloten. De segmentdeur kan tweezijdig keren. Sectordeur (fig. 12) Deur met in het horizontale vlak gezien een cirkelsegment als doorsnede, die draait om een verticale. De sectordeur kan tweezijdig keren. Taats (fig. 5) Stalen pen die onderaan een as van een puntdeur draait. Taatslager Lager die is ontworpen om axiale krachten uit een taats op te nemen. Taatskom Deel van een taatslager, waarin de taats draait. Halspen Pen aan bovenzijde van puntdeur of draaideur, als onderdeel van bovendraaipunt. Halsbeugel Beugel waarin halspen draait, verankerd in sluiswand. Bewegingswerk Deel dat zorgdraagt voor het bewegen van de sluisdeuren of schuiven (voor het nivelleren van water). Hydraulisch of elektromechanisch. Haalkom Voorziening in een sluiswand waaraan een schip kan worden vastgemaakt. Bolder / meerpaal Voorziening waar een schip, door middel van een tros of landvast, aan kan worden vastgelegd. Bolder op de wal, meerpaal in het water. Nederland, sluizenland 1 2018 9 halspen taats voorhaven sluiskolk sluishoofd fuik 4 Schutsluis5 Sluisdeur met halspen en taats6 Puntdeuren7 Draaideur8 Hefdeur 9 Roldeur10 Waaierdeur 11 Segmentdeur, kan naar boven en naar beneden worden geopend 12 Sectordeur 4 5 6 7 8 9 10 11 12 thema Tweede kolk voor sluis Eefde 1 Unieke segmentdeur en duurzaamheid maatgevend bij aanbesteding Tweede kolk voor sluis Eefde 1 2018 10 thema 11 Het sluizencomplex bij Eefde bevindt zich in het Twentekanaal. Het is een rijksmonument uit 1933 dat zowel voor waterhuis - houding als voor scheepvaartverkeer wordt gebruikt. De sluis vormt de toegangspoort vanaf de IJssel naar de Twentekanalen. De hoofdtak van de Twentekanalen loopt vanaf Eefde in ooste - lijke richting naar Enschede. Ten westen van Delden loopt er een zijtak naar het noorden richting Almelo (fig. 2). Het hoogteverschil in het kanaal van Eefde naar Enschede is 21 m. Om dat verschil te overbruggen, heeft het Twentekanaal drie schutsluizen. Het sluizencomplex bij Eefde is de meest weste - lijke daarvan. Afhankelijk van de waterstand op de IJssel varieert het verval bij deze sluis. In het Twentekanaal wordt bij Eefde een kunstmatig beheerst peil gehandhaafd van NAP +10,0 m. Het peil op de IJssel varieert van NAP +0,70 m tot NAP +8,40 m. Er wordt alleen geschut bij waterstanden op de IJssel tussen NAP +1,46 m tot NAP +8,20 m. Deze waterstanden volgen uit het rapport met hydraulische randvoorwaarden welke onderdeel is van de DBFM overeenkomst. De waterstanden worden voor het civiel ontwerp toegepast op gebied van constructies, geotechniek, geohydrologie, hydraulica, nautiek, nautische voorzieningen, aanvaarbeveiligingen, aanmeervoorzieningen, sluit-, nivelleer- en openingstijden (SNO-tijden). Om het huidige capaciteitsprobleem van de sluis Eefde op te lossen en te zorgen voor een vlotte, betrouwbare en veilige verkeersafwikkeling over het Twentekanaal, moet het sluizen - complex worden uitgebreid met een tweede kolk. Het project Uitbreiding Sluis Eefde is onderdeel van het programma Sluizen van Rijkswaterstaat. Aanbesteding Op 4 november 2015 begon Rijkswaterstaat met de aanbesteding. Het project is onderdeel van het MIRT3-besluit (Meerjaren- programma Infrastructuur, Ruimte en Transport). Het uitgangspunt was daarbij een aanbesteding met een DBFM- overeenkomst. In de aanbestedingsfase hebben dialooggesprekken plaatsgevonden met vier marktpartijen. ing. Sander van het Erve PMSE RC, ing. André Bouman RC Mobilis 1 Monumentale sluis Eefde2 Ligging sluizen Twentekanaal3 Bovenaanzicht sluizencomplex bij Eefde: (a) bestaande en (b) nieuwe situatie IJssel Twentekanaal 2 3a 3b Rijkswaterstaat werkt aan een betere bereikbaarheid van de Twentekanalen. Onderdeel daarvan is de uitbreiding van de sluis bij Eefde met een tweede sluiskolk. Hierdoor kunnen meer schepen de sluis passeren en krijgt de regio een economische impuls. Voor het bovenhoofd is gebruikgemaakt van een voor Nederland uniek type deur: de segmentdeur. Tweede kolk voor sluis Eefde 1 2018 12 en TBI PPP (financiering). Op woensdag 14 december 2016 hebben Rijkswaterstaat en L2T het DBFM-contract onderte - kend. Op 17 augustus 2017 is het aanvangscertificaat ontvan - gen voor de start op 26 augustus 2017. Toelichting EMVI-score op duurzaamheid en omgeving In het aanbestedingsproces is met name een hogere EMVI- score behaald voor oplossingen op gebied van duurzaamheid en omgeving. Onder andere de volgende duurzame maatregelen zijn bedacht: - Milieuvriendelijk materiaalgebruik. - Materiaal wordt zo veel mogelijk vervoerd over water. - De grond die vrijkomt bij aanleg wordt zo veel mogelijk gebruikt om de omgeving opnieuw in te richten. - De nieuwe sluis is zodanig ontworpen dat deze energieneu - traal is. De technische installaties worden energiezuinig uitgevoerd. De energie die nog nodig is voor bediening van de sluis, wordt op het sluizencomplex opgewekt met zonne - panelen. - Toepassing van een segmentdeur in de sluis. - Vervanging van het huidige bediengebouw door een energie - zuinig en toekomstbestendig gebouw dat aansluit op het monumentale en landschappelijke karakter van het sluizen - complex. De DBFM-overeenkomst bestaat uit de volgende opgave: - Ontwerp, aanleg, financiering en onderhoud van een nieuwe tweede sluiskolk bij Eefde met de minimale afmeting voor een klasse Va schip met een aflaaddiepte van 3,50 m. - Aanleggen en onderhouden van een brug over de nieuwe sluis. - Herinrichten en onderhouden van het gebied ten noorden van de nieuwe sluis. - Aanleggen en onderhouden van een nieuw middeneiland. - Aanpassen van de wegverbinding Kapperallee tussen zuid- en noordzijde van het kanaal. - Realiseren en onderhouden van diverse ligplaatsen. - Renoveren van het bestaande bediengebouw. - Verplaatsen van de primaire en regionale waterkeringen aan de noordzijde van het kanaal voor zover noodzakelijk is ten gevolge van de aanleg van de nieuwe sluis. - Uitvoeren van groot onderhoud aan de bestaande kolk. - In gebruik nemen tweede kolk Eefde uiterlijk na voltooiings - datum 31 oktober 2020. - Onderhoudsfase van 27 jaar na beschikbaarheidsdatum; 20 april 2020. Het project is gegund aan het consortium Lock to Twente (L2T), een samenwerking tussen TBI-ondernemingen Mobilis (civiele techniek), Croonwolter&dros (technische installaties) Eefde 4 Overzichtskaart onder - delen sluizencomplex bij Eefde thema Tweede kolk voor sluis Eefde 1 2018 Eefde Kapperallee Eefse Beek Aeidingskanaal Berkel 1 2 3 4 5 6 7 8 10 9a Overzichtskaart onderdelen Sluis Eefde Onderdelen Project 1. Aanleg tweede kolk (12,5 x 125m, klasse Va aaaddiepte 3,5 m) 2. De aanleg van een brug over de nieuwe sluis (hoogte onderkant brug + 13,10 m NAP) 3. Aanleg / herinrichting voorhaven IJsselzijde (afwijking RVW2011 opdat de aaat Eefse Beek kan blijven behouden) 4. Verlegging van de primaire waterkering 5. Aanleg / herinrichting voorhaven Kanaalzijde 6. Verlegging van de regionale waterkering en Kanaalpad 7. Landschapsplan voor inrichting terrein noordzijde 8. Behoud voorsluis voor bestaande sluis 9a. Herinrichting Kapperallee Noordzijde en inpassing hellingspercentage. 9b. Herinrichting Kapperallee Zuidzijde 10. Renovatie bediengebouw 11. Groot onderhoud huidige kolk Niet tot het project behoren: 12. Renovatie / uitbreiding van de gemalen 13. Inkassing opstelplaats huidige sluis 12 13 7 9b 11 thema Tweede kolk voor sluis Eefde 1 2018 13 5 Varianten voor de kolkconstructie Variant 1.4 (fig. 5d) Kolk met een kademuurconstructie op palen en damwanden. De vloer van de kolk is een betonvloer. Variant 1.5 (fig. 5e) Kolk als variant 1.3 maar met aan één zijde een open damwand met een spaarbekken (eenzijdig zogenoemde groene kolk). Variant 1.6 (fig. 5f ) Kolk met in de grond gevormde verankerde wanden (diepwan - den) met een gewapende betonvloer als tijdelijke en definitieve constructie. De in de grond gevormde wanden worden afgewerkt met een definitieve in-situvoorzetwand. Op basis van een trade-off-matrix (tabel 1) is variant 1.3 met een definitieve damwandconstructie als meest optimale oplos - sing gekozen. Hierbij zijn scores vergeleken op het gebied van contracteisen, EMVI, kosten, planningseffect, RAMS-prestaties en risico's. De kostenafweging was hierin doorslaggevend. Voor de omgeving zijn onder andere de volgende oplossingen bedacht: - Uitstraling bestaande monumentale sluis wordt behouden. - Wandelpaden en uitkijkpunten realiseren. - Voor elke verwijderde boom wordt weer een nieuwe terug - geplaatst. Trade-off-matrixen Om tot de meest optimale ontwerpoplossing te komen voor de sluis zijn diverse varianten onderzocht. Voor de verschillende onderdelen zijn diverse trade-off-matrixen opgesteld. Het betreft de volgende onderdelen: - kolkconstructie; - nivelleersysteem bovenhoofd; - nivelleersysteem benedenhoofd; - deur bovenhoofd; - deur benedenhoofd; - bewegingswerk; - bouwmethode bovenhoofd- en benedenhoofd; - open of gesloten kolkvloer. Varianten kolkconstructie Er zijn zes varianten opgesteld voor de kolkconstructie. Variant 1.1 (fig. 5a) Een U-vormige doorsnede van de kolk, bestaande uit een monoliet verbonden constructievloer met betonwanden. Deze wordt gebouwd in een tijdelijke bouwkuip bestaande uit verankerde damwanden, onderwaterbetonvloer en trekpalen. Variant 1.2 (fig. 5b) Kolk die op maaiveld wordt gebouwd en vervolgens pneuma - tisch wordt afgezonken. Variant 1.3 (fig. 5c) Kolk met verankerde damwanden met een gewapende beton - vloer als tijdelijke en definitieve constructie. De damwanden worden afgewerkt met een definitieve in-situvoorzetwand. Tabel 1 Trade-off-matrix kolkconstructie variant 1.1 variant 1.2 variant 1.3 variant 1.4 variant 1.5 variant 1.6 voordelen variant beproefde methode relatief simpel werken vanaf maaiveld, geen hulpwerk definitieve constructie definitieve con - structie, beperkte bouwkuip relatief lage bouw- kosten definitieve constructie nadelen variant kostbaar verloren delen in tijdelijke bouwkuip als: trekankers, owb, damwan - den. Eindsituatie op staal specialistisch niet direct gladde sluiskolk, voorzetwand nodig, dubbele rij ankers, geen gording veel palen, zware trekelementen waterbezwaar, geen gebruikelijke methode, inpasbaarheid, asym - metrisch niet direct gladde sluiskolk, voorzet - wand nodig 5a 5b 5c 5d 5e 5f Tweede kolk voor sluis Eefde 1 2018 14 gedragen naar beide sluiswanden waarbij krachten in de richting van de as van de deuren ontstaan (spatkrachten). Variant 4.3 (fig 6c): Roldeur De roldeur is een vlakke deur die in gesloten stand de doorvaart loodrecht afsluit en de vervalbelasting direct naar de sluiswanden overdraagt. De deur kan tweezijdig keren. In één sluiswand is een diepe deurkas aangebracht waarin de deur zich in geopende stand bevindt. In de andere sluiswand is een deurnis. De deur rust op twee rolwagens, elk uitgerust met vier wielen. Variant 4.4 (fig 6d): Enkele draaideur De enkele draaideur is een vlakke deur die in gesloten stand de doorvaart loodrecht afsluit. De vervalbelasting wordt via het draaipunt en de deurtip naar beide sluiswanden overgebracht en oefent krachten uit, evenwijdig aan de sluiswand. In geopende stand verdwijnt de deur in een ondiepe, lange deurkas. In de tegenovergelegen wand is een deurnis uitge - spaard om de deur in gesloten stand te laten steunen. Varianten deur voor beneden- en bovenhoofd Ook voor de deuren in het beneden- en bovenhoofd zijn diverse varianten onderzocht. Er zijn vier oplossingen bekeken. Variant 4.1 (fig. 6a): Segmentdeur Een segmentdeur is een voor Nederland unieke oplossing. Het is een deur met in het verticale vlak gezien een cirkelsegment (afgesneden cirkeldeel) als doorsnede. De deur kan omhoog en omlaag draaien. In verticale stand is de sluis gesloten. De sluis is via korte armen gekoppeld aan scharnierpunten die samen - vallen met het middelpunt van de cirkel. De segmentdeur kan tweezijdig keren. Het mechanisme werkt ook bij calamiteiten wanneer water onder hoge druk binnen - stroomt. Variant 4.2 (fig 6b): Puntdeuren Puntdeuren zijn vlakke deuren die in gesloten stand tegen elkaar steunen en dan een stompe hoek vormen. De deuren draaien om een verticale as in de deurkassen. De vervalbelasting wordt over - Tabel 2 Trade-off-matrix type deur boven- en benedenhoofd variant 4.1 variant 4.2 variant 4.3 variant 4.4 voordelen variant licht bewegingswerk, droog onderhoud door de deur omhoog te zetten, spuien via de deur, bij leegloop Twentekanaal tegen stroom in te sluiten economisch/eenvoudig,vaak toegepast, referentie RWS sluis Eefde licht bewegingswerk economisch/eenvoud, aan één zijde bewegingswerk en bedieningsruimte nadelen variant zware scharnierpunten, grote deurkassen, alleen in bovenhoofd met woelkelder toepasbaar, onbekend in NL maatvoering deuren dure kas en geleiding onder water (wielen en rails) maatvoering deuren, grotere deuren waardoor langere sluitingstijd dan dubbele puntdeuren 6 Varianten deur voor beneden- en bovenhoofd: (a) segmentdeur, (b) puntdeuren, (c) roldeur en (d) enkele draaideurbron: Ontwerp van schutsluizen, Bouwdienst Rijkswaterstaat 6a 6b 6c 6d thema Tweede kolk voor sluis Eefde 1 2018 15 7 Gekozen ontwerpoplossing kolk met hoofden8 Aanvaarbescherming puntdeuren Belastingen De kolk en de deuren moeten uiteraard de optredende belastin - gen kunnen opnemen. Naast permanente belastingen als eigen gewicht, grond- en waterdruk, moet voor de diverse construc - ties ook rekening worden gehouden met aanvaarbelasting op de wanden en deuren, wind- en translatiegolven, tros- en schroefstraalbelasting, slepende en vallende ankers en zelfs een gezonken schip.In het project worden voor de diverse construc - ties de geldende normen en richtlijnen conform contract in rekening gebracht. Dit zijn Richtlijnen Ontwerpen Kunstwerken (ROK) 1.3 met projectspecifieke aanpassingen, Richtlijnen Vaarwegen (RVW) 2011 en Bouwbesluit 2012. Beneden- en bovenhoofd Het benedenhoofd vormt de scheiding tussen de voorhaven aan de zijde van de IJssel en de sluiskolk. Het bovenhoofd vormt de scheiding tussen de voorhaven aan de zijde van het Twentekanaal en de sluiskolk. Het beneden- en bovenhoofd Ook voor de deurvarianten is een trade-off-matrix opgesteld (tabel 2). Voor het benedenhoofd is variant 4.2 (puntdeuren) als meeste optimale oplossing gekozen. Voor het bovenhoofd is variant 4.1 (segmentdeur) gekozen. Het gaat om een segment - deur die omlaag draait in een woelkelder als de sluis opengaat en weer omhoog draait als de sluis wordt gesloten. Hij is gemakkelijk te onderhouden door deze boven waterniveau te draaien. Deze segmentdeur kan ook bij calamiteiten worden gesloten, wanneer water onder hoge druk binnenstroomt. Zo is er een extra garantie op de waterveiligheid van de Twentekanalen. Uitsparing van een omloopriool, een hogere EMVI-score en tevreden beheerder moeten de hogere realisatiekosten compen - seren. Overige onderdelen Uit de trade-off-matrixen voor de overige onderdelen kwamen de volgende keuzen naar voren: - nivelleersysteem bovenhoofd: nivelleren met de segmentdeur en woelkelder; - nivelleersysteem benedenhoofd: schuiven in de deuren; - bewegingswerk: elektromechanisch aangedreven cilinder; - bouwmethode bovenhoofd- en benedenhoofd: traditionele bouwkuip; - open of gesloten kolkvloer: gesloten vloer. De kolk, de sluishoofden en de overige onderdelen zijn weerge - geven in een 3D-Revitmodel in figuur 7. kolk bovenhoofd benedenhoofd brug Kapperallee 7 8 fenderconstructie staalkabel beginpositieaanvaring eindpositieaanvaring Tweede kolk voor sluis Eefde 1 2018 16 1,80 m bij een hoge waterstand in de IJssel. Er zijn bovendien diverse situaties waarmee rekening wordt gehouden. Gesloten puntdeuren Bij een situatie met gesloten puntdeuren moeten de deuren een vervalbelasting op kunnen nemen met bijbehorende spatkrachten op de deuren. De vervalbelasting wordt opgenomen via grond - wrijving tegen de langsschermen van de damwandkuip. Hiervoor wordt de vloer via de damwandkassen verbonden met deze schermen (fig. 9). Om de kans op schade bij invaren vanaf kanaalzijde te beperken, wordt een aanvaarbeveiliging in het hoofd voorzien door middel van een staalkabel die met behulp van een fendercon - structie energie opneemt (fig. 8). Een fenderconstructie heeft een intern veermechanisme dat de aanvaarenergie kan opnemen. bestaan uit betonconstructies, gefundeerd op palen. De beton - constructies worden gebouwd in traditionele bouwkuipen. Deze bestaan uit palen, een onderwaterbetonvloer en damwan - den met een stempelraam. Ontwerp benedenhoofd Om de bewegingswerken van de deuren te kunnen onderhou - den, worden in het benedenhoofd speciale ruimten achter de wanden aangebracht met diverse toegangen. De belasting van de deuren wordt via de taatsen en halsbeugels afgedragen naar de wanden en de vloer van het sluishoofd. Om de deuren in de gebruiksfase te kunnen sluiten en een minimaal lekdebiet te verkrijgen, moeten de halsbeugels en daarmee ook de betonwanden zo weinig mogelijk vervormen. Hiertoe moeten de wanden en vloer van het sluishoofd relatief dik worden uitgevoerd (fig. 9). Bij aanvaring van de deuren worden de halsbeugels op trek belast. Om deze belasting te kunnen opnemen, worden ankers in de betonwanden ingestort. Bij het ontwerp van de sluishoofden is gebruikgemaakt van een niet-lineair elastische berekening. Dit vanwege een ondergrond (als beddingsconstante) die slechts druk kan opnemen. Het benedenhoofd moet het verval dat kan ontstaan tussen de waterstanden in de IJssel en de kolk kunnen opnemen. Deze is maximaal 8,54 m bij een lage waterstand in de IJssel en minimaal puntdeur vloerbenedenhoofd schotbalksponning wandbenedenhoofd drijvende bolder kelderbewegingswerk schotbalksponning 9 10a segmentdeur 10b drijvende bolder vloerbovenhoofd schotbalksponning wandbovenhoofd thema Tweede kolk voor sluis Eefde 1 2018 17 9 Snede benedenhoofd 10 Aanzicht en snede bovenhoofd 11 Snede kolkconstructie de zijwanden van het hoofd. De inkassingen in de zijwanden, waarin zich de draaiende delen bevinden, worden tegen aanva - ring beschermd door een stalen geleideconstructie. Bij het vullen van de sluiskolk wordt de segmentdeur iets naar beneden gedraaid, waardoor een spleet vrijkomt tussen de deur en de drempel. Hierdoor stroomt water vanuit het kanaal in de woelkelder. Tijdens het schutproces wordt de deur verder naar beneden gedraaid, waardoor een steeds grotere spleet ontstaat. Hierdoor blijft bij afnemend verval, het debiet van het binnen - stromende water min of meer gelijk. Aan het einde van de vulcyclus wordt de deur helemaal naar beneden gedraaid, zodat schepen het hoofd kunnen passeren. Ontwerp kolk In tegenstelling tot de hoofden wordt de kolk niet in een kuip gemaakt van tijdelijke damwanden. In plaats daarvan bestaan de kolkwanden zelf uit verankerde damwandschermen. Deze worden aan de onderzijde gestempeld door een gewapende onderwaterbetonvloer die ook de bodem van de sluiskolk vormt (fig. 11). De materialen die bij de kolk worden gebruikt voor de bouwfase, worden dus ook gebruikt voor de eindfase. De damwanden worden door middel van een deuvelconstructie verbonden met betonnen voorzetwanden, waarin drijvende bolders en ladders zijn opgenomen. De onderwaterbetonvloer heeft geen traditionele ankerpalen maar draagt de belastingen af naar de damwanden. De over - spanning van damwand naar damwand wordt gerealiseerd met een gewapende onderwaterbetonvloer die zowel een opwaartse als neerwaartse druk kan opnemen. De opwaartse druk is maatgevend in de bouwfase, de neerwaartse druk is maatgevend Open deuren Bij open deuren is er geen sprake van vervalbelasting op de deuren. Echter, bij de laagste waterstanden in de IJssel, en dus ook in de sluis, treden de grootste trekkrachten op in de funde - ringselementen door overheersende opwaartse grondwaterdruk. De wisseling van druk naar trekkrachten op de Gewi-staven moet worden getoetst op vermoeiing bij een miljoen wisselingen na 100 jaar. Onderhoud Een derde situatie doet zich voor wanneer het benedenhoofd wordt drooggezet voor onderhoud aan met name de deuren. Waterdruk wordt in deze fase gekeerd met behulp van schot - balken. Deze kunnen in speciale sponningen worden aange - bracht ter plaatse van voor- en achterzijde van het beneden - hoofd. Maatgevende krachtswerking ontstaat doordat er geen waterdruk op de vloer en tegen de wanden aan de binnenzijde aanwezig is, terwijl een hoge grondwaterstand aan de buitenzijde aanwezig kan zijn. Ontwerp bovenhoofd Het sluisplateau, het maaiveldniveau rondom de kolk, ligt op een niveau NAP +12,65 m en de kolkbodem op NAP -2,05 m. Zoals eerder aangegeven heeft het bovenhoofd als keermiddel een segmentdeur. De kerende hoogte van de deur is NAP +11,15 m en het drempelniveau is NAP +5,65 m. Onder dit drempelniveau ligt de zogenoemde frontwand. De horizontale belasting door het waterstandsverschil wordt uitgeoefend op de segmentdeur en de frontwand. De frontwand vormt tevens de grondkering tussen het niveau van de kanaalbodem en de kolk - vloer. De vervalbelasting wordt opgenomen via grondwrijving tegen de langsschermen van de damwandkuip. Hiervoor wordt de vloer via de damwandkassen verbonden met deze schermen (fig. 10). Achter de frontwand ligt de woelkelder, een betonnen kelder die ervoor zorgt dat het water gelijkmatig de sluiskolk instroomt, zodanig dat een rustige ligging van de schepen in de kolk is gewaarborgd, terwijl toch de geëiste tijden, benodigd voor het vullen van de kolk, worden gehaald. Het bodemniveau van deze woelkelder is NAP -2,05 m, gelijk aan het niveau van de bovenkant van de kolkbodem. De deur wordt bewogen met een hydraulische cilinder die is opgesteld in een bewegingswerkkelder aan de zuidzijde van het hoofd. Deze cilinder is droog opgesteld en drijft via armen de deur aan. De horizontale belasting op de deur wordt volledig afgedragen via de twee draaipunten die met oplegstoelen zijn verankerd in damwanden constructievloer betonnenvoorzetwand verankering drijvende bolder sluisplateau 11 Tweede kolk voor sluis Eefde 1 2018 18 Projectervaring Het project is ook speciaal omdat de gehele uitvoering door TBI-ondernemingen wordt gedaan. Door de korte lijnen tussen de zusterbedrijven vindt een goede onderlinge samenwerking plaats. Dit uit zich in voldoende vertrouwen bij de opdrachtgever dat het project wordt ontworpen, opgeleverd en onderhouden conform contract. ? ? PROJECTGEGEVENS opdrachtgever Ministerie van Infrastructuur en Waterstaat, directie Rijkswaterstaat aannemer L2T EPC vof, een samenwerking tussen TBI-ondernemingen Mobilis (civiele techniek) en Croonwolter&dros (technische installaties) onderaannemers Hollandia Infra, Hollandia Services en Voorbij Funderingstechniek geplande beschikbaarheid / ingebruikname nieuwe sluis medio 2020 in de gebruiksfase wanneer de kolk wordt volgezet terwijl de grondwaterdruk in de zomer op zijn laagst is. De wapening moet worden getoetst op vermoeiing. Om de opwaartse druk in de bouwfase niet maatgevend te laten zijn ten opzichte van de gebruiksfase, wordt er gebruikgemaakt van ontlastbronnen. Dit zijn voorzieningen in het onderwaterbeton, die een zeker debiet aan grondwater doorlaten zodanig dat een maximum aan grondwaterdruk onder de vloer kan worden ingesteld. Voorkomen scheurvorming Bij het benedenhoofd worden bij de vloer en wanden speciale maatregelen genomen om risico op te grote scheurvorming te beperken. Dit risico is aanwezig vanwege de grote dikte van de vloeren en de wanden (3300 mm, resp. 3000 mm). Bovendien wordt de vervorming van de vloer verhinderd door de onder - waterbetonvloer en de vervorming van de wanden door de constructievloer. Om het risico op scheurvorming te voorkomen, wordt de hydratatiewarmte in het beton beperkt. Daarom is een bind - middel gekozen bestaande uit hoogovencement en poederkool - vliegas. Voor de wanden wordt koeling toegepast. Uiteraard worden ook tijdens de uitvoering extra maatregelen genomen als goede nabehandeling, keuze bekisting en keuze ontkistingstijd. Ontwerp brug Kapperallee Voor het passeren van verkeer over de Kapperallee wordt aansluitend op het benedenhoofd een kleine betonnen brug ontworpen (fig. 12). Deze wordt integraal verbonden met de onderbouw, bestaande uit stalen damwanden met verankering. Het dek wordt in twee delen voorgebouwd om in één weekend te kunnen worden ingehesen. Door middel van een natte knoop worden de delen verbonden aan de damwand. Vanwege de momentvaste verbinding met de onderbouw moet met tijds- effecten als kruip van beton en vermoeiing van staal rekening worden gehouden. Bij het SCIA-model (fig. 13) is met module bouwfasen voor de krachtswerking rekening gehouden met de volgende fasen: ? plaatsen dek, statisch bepaald; ? ingebruikname dek met LM1, statisch onbepaald; ? ontgraven onder het dek ten behoeve van aansluiting met de fuik; ? ingebruikname dek met LM1, statisch onbepaald met invloed kruip. Bij het model is gebruikgemaakt van een lineair-elastische bere - kening en omhullende combinatievorming van belastingen. 12 Brug Kapperallee 13 SCIA-model van de brug brug Kapperallee ongewapendeonderwaterbetonvloer verankerde damwanden alsgrondkerende constructies fuikconstructie metgeleidewerk vleugelwanden(talluds / grondmassiefniet weergegeven) 12 13 thema Tweede kolk voor sluis Eefde 1 2018 Alle ingrediënten wikken en wegen. Het mengsel ver jnen, afgestemd op uw wensen. Dat is waar ENCI voor staat: Nederlands cement, waarvan we de volledige keten bewaken ? geproduceerd in constante kwaliteit, geleverd in heel Nederland. Voor u op maat, voor u op smaak. ENCI cement de perfecte mix voor uw beton. OP ZOEK NAAR EEN NIEUWE BAAN? JE VINDT HEM OP CEMENTONLINE.NL Ben jij net afgestudeerd en op zoek naar een baan in het constructeursvak of al langer aan het werk maar toe aan een nieuwe uitdaging? Bekijk de vacatures van onze partners op cementonline.nl/vacatures. CEMENTONLINE.NL 20 thema Schoonheid in eenvoud Nieuwe keersluis Limmel bij Maastricht verbetert bevaarbaarheid Maasroute gen door een nieuwe en bredere keersluis (foto 3). Deze moest geschikt zijn voor scheepsklasse CEMT Vb in plaats van CEMT Va. Dit zijn schepen met een lengte van maximaal 190 m, een breedte van 11,4 m en een diepgang van 3,5 m. De keersluis is bedoeld om het Julianakanaal en het achterland te beschermen tegen hoogwater op de Maas en vormt de poort tot de Maasroute, een belangrijke verbinding tussen Nederland en de industriegebieden in België, Duitsland en Frankrijk. Waar schepen normaal gezien ongehinderd het kanaal kunnen bevaren, zal deze waterpoort zich bij hoogwater of calamiteiten sluiten, iets wat gemiddeld eens in de vijf à zeven jaar plaats - Ten noorden van Maastricht vormt de nieuwe keer - sluis bij Limmel de toegangspoort vanaf de Maas tot het Julianakanaal. Waar enkele jaren eerder de oude keersluis haar 80e verjaardag vierde, is het gebied nu onherkenbaar veranderd door dit eerste 'natte' DBFM-project. De oude sluis Limmel had zowel een schut- als een keerfunctie (foto 2). Om grotere binnenvaartschepen op het Julianakanaal toe te laten, moest de bestaande keerschutsluis worden vervan - thema Schoonheid in eenvoud 1 2018 21 1 Ronde heftorens zijn blikvanger van de nieuwe keersluis bij Limmel; op achtergrond oude sluis vindt. Naast de kerende functie dient het keermiddel ook door - gang te verlenen aan scheepvaart. De schutfunctie is echter verdwenen, want is niet langer relevant. Eerste 'natte' DBFM Project Nieuwe Keersluis Limmel werd in 2013 door Rijkswa - terstaat als eerste sluisproject van het Sluizenprogramma met een Design, Build, Finance and Maintain (DBFM) contract in de markt gezet. Andere (en latere) projecten van het Sluizen - programma zijn Zeetoegang IJmond, Capaciteitsuitbreiding Sluis Eefde, 3e Kolk Beatrixsluis, Nieuwe Sluis Terneuzen en Afsluitdijk. De opdrachtnemer was dus niet alleen verantwoor - delijk voor het ontwerp en de bouw van de keersluis, maar nam ook de financiering en het onderhoud voor dertig jaar voor zijn rekening. Het project omvat de bouw van een nieuw keermiddel, gelegen binnen de bestaande infrastructuur, en de bouw van een nieuwe verkeersbrug over het Julianakanaal. Een derde onder - deel is de aanleg van een duiker die de kruising vormt tussen de beek Kanjel en de vaarweg. Tot slot moest alle infrastructuur waarvan de functie werd overgenomen door nieuwe infrastruc - tuur, worden gesloopt; een project op zich. Speerpunten bij de aanbesteding waren vooral de betrouwbaar - heid van het keermiddel en het garanderen van de doorstroming voor scheepvaart tijdens de bouw. Eenvoud siert De nieuwe sluis heeft twee ronde betonnen torens van 22 m hoog met ertussen een stalen hefdeur (foto 4). Vrijwel meteen zat de opdrachtnemer op het spoor van heftorens met een hefdeur, hoewel andere principes zoals puntdeuren of vizier - schuif ook waren toegestaan, zolang maar werd voldaan aan de eisen. Een hefsysteem paste echter het beste in het samenspel van betrouwbaarheid, onderhoudbaarheid en bouwbaarheid. 1 ir. Ken Watzeels BESIX Aanbesteding en planning Rijkswaterstaat maakte bij de aanbesteding een eerste trechte - ring op basis van de kwaliteit van de gegadigden ten aanzien van de risico's, tevreden gebruikers, tevreden omgeving, tevre - den beheerder en faalkans van het systeem. In de tweede ronde gingen drie overblijvende consortia aan de slag om ontwerp en kwaliteit verder uit te diepen. Dat maakt dat kwaliteit in diverse aspecten een doorslaggevende rol had in de uiteindelijke selectie en de component prijs weliswaar belangrijk bleef, maar niet doorslaggevend. De aanbesteding eindigde eind 2014 met de selectie van het SPV 'Keersluis Limmel Company', een samenwerking tussen bouw- bedrijf BESIX en mede-investeerder Rebel Group. Het contract werd op 12 december 2014 gesloten en op 17 augustus 2015 kon worden begonnen met de bouw. Op 14 maart 2017 waren het nieuwe keermiddel, de nieuwe verkeersbrug, en de nieuwe duiker beschikbaar. Op 4 april 2017 werd vervolgens begonnen met de sloop van de oude keersluis en verkeersbrug. In het voor - jaar van 2018 gaat het project een nieuwe fase tegemoet met de start van de dertigjarige exploitatie. Schoonheid in eenvoud 1 2018 22 Hefmechanisme Het keermiddel is een ellipsvormige stalen hefdeur van 54 m lang, 6 m breed en 8 m hoog (foto 7). Dé vinding in het project was het hefmechanisme: net als in het eerdere project keersluis Heumen is Limmel vooral gebaseerd op de zwaartekracht. Essentieel bij dit soort hefdeuren is dat ze te allen tijde horizon - taal blijven hangen. In Heumen wordt dat gerealiseerd door een reeks kabels en keerwielen met gelijke lengte die zijn opge - hangen aan één hydraulische cilinder. In Limmel is de afstand tussen beide torens echter te groot. Daarom werd een vernuftig systeem bedacht waarbij dit principe werd geïmiteerd. Door beide cilinders aan elkaar te koppelen en te werken met gelijke volumes 'volgt' de ene cilinder de andere puur op hydraulische druk. Zelfs als alle energie en elektronica niet functioneren, kan men met een kraantje letterlijk in één handomdraai de olie puur op gewicht laten wegstromen, zodat de cilinders altijd gelijkmatig blijven dalen. Zo kon ruimschoots worden voldaan aan de vereiste faalkans van 1/3875 per sluitvraag. Uitvoering Bij de bouw werd gestreefd naar eenvoud en optimalisatie. BESIX kon putten uit de opgedane kennis bij keersluis Heumen, die drie jaar eerder werd gebouwd. Grote moeilijk - heid was het bouwen binnen een omgeving waar scheepvaart ononderbroken bleef doorgaan. Er is om die reden 'achter de lijn', buiten de vaarweg gebouwd, beschermd door de bestaande aanvaarvoorzieningen. Voor de weinige onderdelen die de vaarweg toch kruisten, werd maximaal ingezet op prefabricatie. De torens zijn uitgevoerd in ter plaatse gestort beton (foto 8). Hiervoor is een klimbekisting toegepast. Deze bekisting is steeds een slag van 5,5 m omhooggetrokken, zodat na vier slagen het De vernauwing van het kanaal door de oude torens in het midden van het kanaal verdwijnt. Hierdoor kunnen bredere schepen passeren zonder dat een verbreding van het kanaal nodig was. De nieuwe sluis is 47 m breed, het is er circa 5 m diep en brug en hefdeur bevinden zich circa 9 m boven de waterlijn. Op 18 m afstand ligt de nieuwe verkeersbrug die bestaat uit twee rijbanen en een tweezijdig vrijliggend fietspad. Bij het ontwerp is van meet af aan sterk gestuurd op eenvoud. Zowel in de vormgeving als in de techniek werd gekozen voor ingetogen en bewezen concepten. De nieuwe infrastructuur past sober, gedegen en tijdloos in haar omgeving. De nieuwe keersluis is duidelijk familie van keersluis Heumen en de Kromme Nol-kering. Torens De twee betonnen heftorens zijn de blikvangers van het project. Ze hebben een cilindrische vorm en een diameter van 6 m (foto 1). De torens hebben als enige functie het op hoogte houden van de hefdeur. De cilinder vormt de trappenhal (foto 5) en de deur wordt vastgehouden en gegidst door de betonnen uitstulpingen. De torens steunen op kelders van 10 m hoog, 25 m lang en 10 m breed, die op staal zijn gefundeerd (fig. 6). Helemaal onderin de kelders lopen de omloopriolen waardoor water in gesloten toestand van de sluis van de ene zijde naar de andere kan worden gespuid. Op het niveau net onder maaiveld bevinden zich de technische ruimte met daarin de sturingen, pompen en oliereservoirs. De kelders zijn gebouwd in een bouwkuip die is gerealiseerd met damwanden. 2 3 thema Schoonheid in eenvoud 1 2018 23 2 Oude keerschutsluis3 Nieuwe keersluis4 Nieuwe keersluis met stalen hefdeur5 Trappenhuis in een van de heftorens6 Snede toren hoogste punt van 22 m werd bereikt. Er is voor de torens bewust niet voor prefab beton gekozen zodat het project niet afhankelijk was van levertijden. Zo kon de controle over het bouwproces door de aannemer zelf in de hand worden gehouden. De sluisdrempel werd in twee elementen geprefabriceerd, geplaatst over het kwelscherm en vervolgens tot één geheel verbonden. Bijzonder is het waterremmend systeem. Door handig gebruik te maken van damwandschermen die al nodig waren voor de bouwput of als kwelscherm, en door het benutten van de gunstige eigenschappen van de geologische ondergrond van Limmel, kon het civiele ontwerp met een zeer beperkt gebruik aan middelen het hoofd bieden aan moeilijk te beheersen en vooral tegenstrijdige grondwaterdrukken. Het samenstel van 4 5 6 Schoonheid in eenvoud 1 2018 Schoonheid in eenvoud 1 2018 24 thema 7 Ellipsvormige hefdeur 8 Torens in aanbouw en plaatsing duiker 9 Sluisdeur scheefgezakt door lekkage in olieleiding 10 Sloop bestaande sluis Tegenslagen hefdeur De kroon op het werk moest het inhijsen van de hefdeur worden in september 2016. Deze werd, net als de verkeersbrug aangeleverd met een ponton vanuit Gent. Het transport voer ter hoogte van de Scharbergbrug tegen het viaduct aan. De averij aan de hefdeur was te groot en deze moest terug naar de fabriek in Gent voor herstel. Aan zo'n tegenslag kan een project ten onder gaan, maar niet Limmel. Het team zette alles op alles om de deur weer als nieuw te krijgen. Dankzij de inzet van onderaannemer, opdrachtgever en beheerder kon amper twee maanden later, op 27 november 2016, alsnog de deur succesvol worden ingehesen. Zonder impact op de planning, de tussenmilestone van inbedrijf- stelling werd toch gehaald. Op 7 juli 2017 sloeg het noodlot echter pas goed toe: een interne lekkage van de olieleidingen leidde tot het scheefzakken van de deur in de vaarweg (foto 9). Het hefmechanisme raakte onherstelbaar beschadigd en moest worden vervangen; de stalen hefdeur bleef gelukkig ongeschonden. Onderzoek door TNO heeft inmiddels uitgewezen dat het bezwijken van de olieleiding is veroorzaakt door een overdruk in de installatie. Bij het vrijmaken van de vaarweg kwam helaas op 10 juli een medewerker van het hijsbedrijf om het leven bij een ongeval. Dat was een immense klap voor het hele team en de familie in het bijzonder. damwandschermen en ondergrond vormt immers een water - remmend geheel waar grondwater noch in- noch uitstroomt. Het kostte enige moeite de diverse stakeholders te overtuigen van dit principe en met name van de integriteit van de onder - grond, maar een reeks bijzondere en gelukkig ook succesvolle geotechnische proeven gaf alle partijen voldoende vertrouwen in de oplossing. Sterker nog: door de resultaten was een aantal tijdelijke bouwkuipelementen overbodig, wat een cruciale inhaalbeweging opleverde voor de projectplanning. Hoewel Nieuwe Keersluis Limmel al bij al een klein project is, kende het project enkele mooie huzarenstukjes, met name met het kraanwerk. Vanwege de beperkte bewegingsruimte door de aanwezigheid van de oude keersluis, werd het team gedwongen tot de nodige inventiviteit en intensieve voorbereiding. De eerste test werd doorstaan met het plaatsen van de nieuwe duiker onder het kanaal (foto 8). De duiker bestaat uit twee buizen die 60 m lang zijn en elk een diameter van 1,8 m hebben. De met glasvezel versterkte kunststofbuizen zijn licht en relatief sterk. Door deze als een constructie uit één geheel aan te voeren, kon deze met amper drie uur verkeersonder- breking stabiel en veilig worden afgezonken in een 3 m diepe sleuf op de bodem van het kanaal, op circa 7 m van de huidige sluis. Drie hijskranen hesen de duiker omhoog en plaatsten deze in de sleuf. Zes duikers in het water begeleidden de actie en zorgden voor de juiste positionering. Met grond en rivierklei is vervolgens de bodem weer hersteld. 7 8 25 nooit zelfs maar aan de orde geweest. Dat kan en kon alleen maar omdat aan beide zijden van het contract alle partijen tomeloos energie hebben gestoken in het onderhouden van een professionele maar coöperatieve relatie, door elkaars problemen transparant te delen en elkaar bij tegenvallers te blijven onder - steunen. De bouwfase loopt nu ten einde. Nieuwe Keersluis Limmel zal als eerste van het Sluizenprogramma in volle exploitatie gaan in het voorjaar van 2018. Toch loopt het verhaal nog dertig jaar door en hebben de partijen een traditie van samenwerking tussen overheid en private partners hoog te houden. ? ? PROJECTGEGEVENS project Nieuwe Keersluis Limmel opdrachtgever Rijkswaterstaat opdrachtnemer Keersluis Limmel Company, een samenwerking tussen bouwbedrijf BESIX