ir.P.Blokland en irJ.C.Slagter,Rijkswaterstaat, directie'Sluizen en stuwen'De KreekraksluizenCement XXII (1970) nr. 1Onderdeel van de toekomstige scheepvaartverbinding Schelde-RijnU.D.C. 693.5:626.4(492.91)Bouw van gewapend-betonsluizen in Zeeland1. Algemeen1.1.Op 13 mei 1963 werd een verdrag gesloten tussen het Koninkrijk der Nederlanden enhet Koninkrijk Belgi? betreffende de verbinding tussen de Schelde en de Rijn. Het verdragwerd bekrachtigd op 23 maart 1965.Deze verbinding omvat een vaarweg, die bij Zandvliet aansluit op het Antwerpse zeehaven-complex, vervolgens naar de Oostersehelde loopt, deze laatste ongeveer in noordelijkerichting doorkruist, zich voortzet door de Eendracht, vervolgens de Slaakdam en de PrinsHendrikpolder ten oosten van St. Philipsland doorsnijdt en uitmondt in de Krammer (fig. 1).1.2.Ten einde bedoelde vaarweg tot stand te brengen, zijn de volgende werken benodigd:a. het graven van een kanaal van de haven van Antwerpen naar de Oostersehelde met overde slikken van de Westerschelde eenbeschermingsdijk;b. de bouw van een sluizencomplex tussen het onder a genoemde kanaal de Oester-schelde, met inbegrip van de aanleg van voorhavens;c.de aanleg van een vaargeul door de Oosterschelde;d. het verruimen van de Eendracht en het verbeteren van het trac? van deze vaarweg;e. het graven van een kanaal door de Slaakdam en de Prins Hendrikpolder en het aansluitendaarvan aan de Eendracht enerzijds en de Krammer anderzijds;f. de bouw van bruggen voor weg- en spoorwegverkeer op Rijnvaarthoogte (9,10 mbovenwaterpeil) over de vaarwegen, een en ander met inbegrip van de bijbehorende oprittenen wegaansluitingen;g. het verbeteren van bestaande en de aanleg van nieuwe waterkeringen;h. het maken van voorzieningen ten behoeve van de waterhuishouding, daaronder begrepende bestrijding van de verzilting en de waterverontreiniging;i. alle werken en voorzieningen van tijdelijke of blijvende aard, die noodzakelijk of wenselijkblijken in verband met, of als gevolg van de uitvoering van de bovenbedoelde werken, tenbehoeve van een doelmatig onderhoud en gebruik en een doelmatige bediening van dezewerken, alsmede ter aanpassing van de bestaande toestand aan de nieuwe werken en denieuwe waterstaatkundige toestand.1.3.De werken, voorzover gele,gen op Belgisch gebied zullen door Belgi? worden bekostigd,uitgevoerd en onderhouden.De werken, voorzover gelegen op Nederlands gebied zullen door Nederland wordenuitgevoerd.De kosten van aanleg hiervan (met uitzondering van de hiervoor onder d en e genoemdewerken, die geheel op kosten van Belgi? worden uitgevoerd) komen voor 85% ten lastevan Belgi? en voor 15% ten laste van Nederland. De kosten van onderhoud, vernieuwingen bediening komen geheel ten laste van Nederland.1.4.In dit artikel zal in hoofdzaak worden ingegaan op de Kreekraksluizen met de daaraante stellen ontwerp-eisen en de daaruit voortvloeiende constructie.2. De algemene eisen, die aan hetsluizencomplex dienen te worden gesteld2.1.In de vaarweg, die het havenbekken van Antwerpen moet verbinden met de Hijn, zalin de Oostersehelde, vrij van de overbruggingen van weg en spoorweg, een sluizen-complex worden gebouwd, voorlopig bestaande uit 2 sluizen, ieder met een nuttige schut-lengte van 320 m en een breedte van 24 m. Het complex is zo ontworpen, dat er, bijdoorgaand bedrijf, nog een derde sluis naast kan worden gebouwd. Deze sluizen zijnnoodzakelijk om het hooggelegen, weinig vari?rende peil (N.A.P. +1,80 tot NAP. +1,95)van het Antwerpens kanaal te scheiden van de wisselende standen van de tot 1978 openzijnde Oostersehelde met zijn getijwerking en later van de minder wisselende water-standen van het Zeeuwse Meer.12VERKLARING VOOR OE NIEUWE WERKENOlTWATER1NGSSlUISHOOFDWATERKERINGHAVEN OF LEIDAMLATER TEREAUSERENBEDIENINGSWEG_KANAAL.NCOMPl2Overzicht van het sluizencomplex dat,gelegen in de Oosterschelde, is los-gekoppeld van het trein- en wegverkeerOQSTERSCHEl DENa afsluiting van de Oostersehelde zal er bovendien aan weerszijden van het kunstwerkeen verschil in zoutgehalte bestaan: het hooggelegen zoute Antwerpense kanaalpand enlaaggelegen zoete Zeeuwse Meer (NAP. -1 m tot NAP. + 0,50 m).De situatie is aangegeven in figuur 2.2.2.De sluizen in de ScheIde-Rijnverbinding moeten zodanig zijn ingericht, dat bij gebruikvrijwel geen zout water van het kanaal op het Zeeuwse Meer wordt gebracht. Daarnaastwordt de eis gesteld, dat, ter voorkoming van het zoutbezwaar, zo weinig mogelijk zoetwater verloren mag gaan.Neemt men geen maatregelen dan zal de inhoud van de met zout water gevulde kolkbij het varen in de richting van het Zeeuwse Meer bijna geheel geloosd worden indat meer, onder gelijktijdige vulling van de kolk met zoet water. Dit zoete water gaat in detegengestelde schutfase geheel verloren, omdat het als een lichtere waterschijf over hetzoute kanaalwater van de sluis wegstroomt.Om het zoutbezwaar op het Zeeuwse Meer bij de sluizen van de Schelde-Rijnverbindingvrijwel geheel op te heffen, wordt een systeem van uitwisselen bij gesloten deurentoegepast. Dit betekent, dat bij varen van het kanaal naar het Zeeuwse Meer de zoutekolkinhoudgeheel wordt vervangen door zoet water v??r de deur naar het ZeeuwseMeer wordt geopend, terwijl bij varen in omgekeerde richting de zoete kolkinhoud vooreen belangrijk deel wordt teruggewonnen door terugvoer naar het meer onder gelijktijdigevulling met zout water v??r de kanaaldeur wordt geopend.In de figuren 3 en 4 zijn de hierboven genoemde manipulaties schematisch weergegeven.Het principe berust verticale beweging van zout en zoet water in de kolk, gescheidendoor een zo sterk mogelijk grensvlak.1Verbindingsweg tussen Schelde en Rijn;bij Zandvliet beginnend (aansluitingop het Antwerpse zeehavencomplex),uitmondend in de KrammerCement XXII '1970) nr. 1 133Schutten van Zeeuwse Meer naarAntwerpens Kanaal; zout water wordtvan onderen af ingevoerd, terw?l zoetwater wordt teruggeloosd in hetZeeuwse Meer4Schutten van Antwerpens Kanaal naarZeeuwse Meer; zout water wordt vanonderen teruggepompt in het kanaal,terw?l zoet water van boven wordtingelaten3 4Cement XXII (1970) nr. 12.3.Om de uitwisseling van zout en zoet water mogelijk te maken, deze sluizen opvele punten afwijkend van normale schutsluizen.In hoofdzaak bestaan deze afwijkingen uit de hieronder volgende punten:2.3.LDe sluizen hebben een dubbele bodem. Onder elke sluis ligt een riool voor de aan-en afvoer van zout water.De sluis is van het riool gescheiden door een geperforeerde vloer. De constructie vandeze vloer zorgt voor een goede debietverdeling.2.3.2.Het zoutriool is voor het vullen van de sluis verbonden met een inlaatwerk met toevoer-riolen, die het kanaal met de ruimten tussen de dubbele vloer verbinden.2.3.3.Het zoutriool voor de lediging verbonden via afvoerriolen met een aflaatwerk aan hetbufferbekken.2.3.4.Er moet een bufferbekken gebouwd worden om het af te voeren zoute water op te vangen.De waterstand in dit bekken moet lager worden gehouden dan de Zeeuwse Meerstand.2.3.5. ?Om de waterstand op het bufferbekken te handhaven, moet een gemaal worden gebouwdom het zoute water weer op het kanaal te brengen.2.3.6.Er moeten over de gehele .lengte van de kolk afsluitbare wandopeningen gemaakt wordenvoor het aan- en afvoeren 'Van zoet water. De hooggelegen openingen moeten in hoogteverstelbaar zijn door de waterstandswisselingen op het Zeeuwse Meer.De sluizen zijn daarom niet aangeaard. De bekkens buiten de sluizen staan in openverbinding met het Zeeuwse Meer en vormen het zogenaamde 'omarmende' zoete water.2.4.Daar de doorvaarthoogte beperkt mag zijn tot 9,10 m (Hljnvaarthooqte), zijn als afsluit-middelen gekozen stalen hefdeuren, omdat hierover transport met voertuigen mogelijk is,terwijl bij een bepaalde vereiste schutlengte de schutkolk zo krap mogelijk omslotenwordt, waardoor de inhoud van de kolk en de daarmee samenhangende zoutbesmetting enzoetwaterverliezen minimaal worden.Ook de prijs van deze deuren is, ondanks de heftorens het goedkoopst, zelfs goedkoperdan puntdeuren omdat door omkering van het verval, zolang de Oostersehelde nog open is,in ieder hoofd twee stel puntdeuren vereist zouden zijn.Een nadeel is het 'druipen' van deze deuren en getracht zal worden hieraan tegemoette komen door het maken van afvoergoten.3. Het ontwerp van de sluizen (fig. 5)3.LDe sluizen hebben in hoofdzaak een bakprofiel en zijn gefundeerd op staal, omdat debodem op de aanlegdiepte uit goed draagkrachtig zand bestaat. De diepe vloer en dewanden bestaan uit gewapend beton. Aan beide zijden loopt aan de bovenzijde eenrnachineqalerl], waarin de bewegingswerkiuigen voor de wandschuiven zijn ondergebracht.14Z.M.12052410II6605Normaaldoorsnede over de sluiskolk6Dwarsdoorsnede geprefabriceerdevloerbalk660I6.00+KOLKZIJDEDe geperforeerde vloer bestaat uit geprofileerde balken van voorgespannen beton metvoorgerekt staal, die volgens het lange bank systeem vervaardigd kunnen worden (fig. 6).Iedere inlaatopening heeft 2 bedrijfsschuiven, die elkaars reserve zijn. Door noodschuivente gebruiken kunnen de schuifgeleidingen drooggezet en ge?nspecteerd worden. Aan dekolkzijde bevindt zich V??r de inlaatopeningen een verstelbare overlaatschuif, die met hetZeeuwse Meerpeil geregeld wordt.De inlaatopeningen worden aan de kolkzijde voorzien van een stalen raamwerk, gevuld enbekleed met hout om schadevaren door de scheepvaart te voorkomen. De stalen raam-werken kunnen, indien nodig, snel verwisseld worden (fig. 7).De bovenzijde van de machinegalerij vormt een rijdek, dat ingestrooid is met een stroef-heid bevorderend materiaal en aan de waterzijde voorzien is van een sterke vangrail omte voorkomen dat auto's enz. in het water terechtkomen (fig. 8).3.2.de langsdoorsnede van figUur 10 is te zien, dat de kolk door een niet in het middengelegen tussenhoofd in twee kolken is verdeeld met een lengte van respectievelijk ca.120 m en ca. 105 m. Beide deelkolken kunnen apart worden gevuld door riolen. Deze89460r-:11 --I!, 'E I,,E111:: I 17Constructie houten geleideraam8Dwarsdoorsnede dakconstructiemecbineqeien] (links de kolk, rechtshet Zeeuwse Meer)9Bovenaanzicht sluizencomplexCement XXII (1970) nr. 13900+..?>II lr-. "r--. ,IZEEUWSE-MEER ANTWERPS-KANAAL700- II 'I 4750.i 38144a10Langsdoorsnede sluizencomplex11Doorsneden over rioolriolen zijn zodanig gedimensioneerd, dat de drukverschillen ten gevolge van de versnellings-c.q. vertragingsverliezen van de watermassa in de riolen zeer klein zijn, zodat het schei-dingsvlak tussen zoet- en zout water zo horizontaal mogelijk blijft.Door een tussenvloer in de rioolkelder onder de lange deelkolk worden de omstandighedenvoor beide deelkolken nagenoeg aan elkaar gelijk (fig.De drempels, waaronder diverse riolen zijn uitgespaard voor vulling en lediging, liggenop een peil van NAP. -3,20 m voor de Antwerpens kanaalzijde en van NAP. -6,25 mvoor de Zeeuwse Meerzijde.3.3.Het behandelen van zout en zoet water gebeurt hier tweedimensionaal in de kolk, tervermijding van langsstromen. Deze methode is voor het eerst, het met enigszins andereconstructie, toegepast voor een kleine sluis in de nieuwe havenuitbreiding in Duinkerken.Een andere mogelijkheid is de uitwisseling van zout- en zoetwater in langsrichting te doenplaatsvinden (fig. 11). Dit is voor het eerst in de nieuwe zeesluis van Terneuzen toegepast.Bij vergelijking van de twee oplossingen bleek, dat in het onderhavige geval hetwaterverliesgeringer was met de Duinkerken-oplossing dan met de Terneuzen-oplossing.Vandaar de gekozen constructie.Het zoetwaterverlies bedraagt vol bedrijf rond 10 m3per seconde per sluis, als mende zoutwaterbesmetting van het toekomstige Zeeuwse Meer minimaal wil houden.3.4.Door de sluizen als het ware naar het noorden de Oosterschelde in te schuiven, zijn zelosgekoppeld van de te maken bruggen voor treinverkeer en gewoon verkeer. Hierdoorwerd een behoorlijke tijdwinst in de uitvoering verkregen, terwijl geen waardevolle land-bouwgrond voor het complex aangekocht behoefde te worden.Bovendien zijn nu geen riolen nodig voor het toestromen van zoet water en worden dedaaraan verbonden versnellings- en vertragings-verstoringen van het toestromende watervermeden.11l'IJI .-JJlISCHELDE ZIJDE'44.70iI I355.00INOODSCHUIVENIi I8 EDR IJFSSCHUIVECement XXII (1970) nr. 1 16INLAATWERKENUITLAATWERKMACHINEGEBOUWCENfRAAlKANTOORGEBOUW/3-S? HEFTORENS(j) CENTRAAL BEOIENINGSGEBOUWe?12Situering bedrijfsgebouwen rondde sluizen3.5.Bij het sluizencomplex zal een aantal bedrijfsgebouwen en dienstwoningen wordengebouwd, waarin de beheers- en onderhoudsdienst, alsmede de Rijkspolitie en douane,worden gehuisvest. Op figuur 12 zijn deze gebouwen aangegeven.13Resultaat grondboring en sonderingZandKleiON ERKANT UGRONDBORING ENSONOERING4. De bouw van de sluizen en het gemaal4.1.In de jaren 1967 en 1968 is op de schorren in de Oosterschelde onder de gemeenteRilland-Bath een bouwput gemaakt met bijbehorende leidammen en een werkhaven.Deze werken zijn gedeeltelijk als nat grondwerk en gedeeltelijk als droog grondwerkuitgevoerd. Door de onbegaanbaarheid van het terreinen de ligging tussen hoog- enlaagwater was het geen eenvoudig werk.In de eerste maanden van 1969 was dit werk zover voltooid, dat de betonwerken kondenworden aanbesteed. Hiertoe is een advertentie geplaatst waarop gegadigden zich kondenmelden. Uit de aanmeldingen is door de Minister van Verkeer en Waterstaat in overlegmet zijn Belgische ambtgenoot een keus gemaakt. De gekozenen werden uitgenodigd tothet doen van een prijsaanbieding.Het werk is aan de inschrijver opgedragen.4.2.Het eerste werk zal zijn het droogmalen van de bouwput. Naast de open bemaling zal eenbronbemaling worden ge?nstalleerd van 28 stuks diepwelpompen, ieder met een capaciteitvan 75 m3/h.Door de gelaagdheid van de grond (boring figuur 13) zal de grond verticaal zeer slechtdraineren.Om .de opgehoogde bouwterreinen sneller te doen inklinken, zullen ter plaatse van degebouwen zandpalen worden aangebracht en zullen de gebouwen in een zo laat mogelijkefase worden gebouwd.Binnen 5 jaar moeten de kunstwerken zijn voltooid en worden de ringdijken weggebaggerd.Binnen dezelfde tijdslimiet worden de nog te ontwerpen wachtplaatsen gebouwd, zodatomstreeks 1974 kan worden geschut.Direct daarop zal worden begonnen met de bouw van het gemaal, dat in 1978, of welals de Oosterschelde afgesloten is, in bedrijf zal komen.4.3.Voor de bouw der sluizen is rond 250000 m3gewapend beton en is ruim 5000 m3voor-gespannen beton nodig.Er zal rond 25000 ton betonstaal QRn 40 voor de wapening en rond 250 ton voorspanstaalQP 190 worden verwerkt.Het ontwerp der heftorens is zo opgezet, dat ze met een glijbekisting kunnen wordenvervaardigd.Voor bekleding van de kolkwanden is 1400 m3hardhout benodigd. Alle materialen wordendoor de aannemer geleverd.Omtrent de samenstelling van het beton kan worden meegedeeld, dat een plastificeerdervereist is en dat de mengselkromme de Fullerkromme over de gehele linie moet benaderen.De cementhoeveelheid wordt beperkt tot 300 kg per m3, tenzij bekisting per m3betonhoger wordt dan 4 m2? Dan wordt extra cement bijgevoegd.Uitgebreide proeven op grote schaal bij diverse grote waterbouwkundige werken hebbenmet dit mengsel zeer bevredigende resultaten opgeleverd. Immers de kubussterkte behoeftniet extreem hoog te zijn, maar de scheurvorrnlnq door temperatuur en/of krimp moetzoveel mogelijk beperkt blijven.Cement XXII (1970) nr. 1 17